Ruslan Yunusov, generaldirektør for det russiske kvantesenteret, snakket om hva den nye teknologien vil gi menneskeheten
Menneskeheten nærmer seg en annen teknologisk milepæl som vil forandre verden like dramatisk som å temme ild, gjenoppfinne hjulet eller oppdage strøm. Sist gang en lignende Rubicon ble sendt foran vår generasjon og var forbundet med adventen av datamaskiner. Nå, ifølge forskere, er vi i en avstand på flere år fra neste revolusjon - fremveksten av en kvantecomputer. Og dette er ikke bare fine ord: EU kunngjorde at de vil investere 1 milliard euro i Quantum Flagship-programmet. Til sammenligning er dette en fjerdedel av kostnaden for Large Hadron Collider - den største vitenskapelige installasjonen som noensinne har blitt opprettet i sivilisasjonens historie.
Vår plass i den nye verden avhenger i stor grad av om Russland vil bli et av de vinnende landene i kvanteløpet eller vil savne neste teknologiske sprang. Å være på sidelinjen ville være spesielt støtende, for grovt sett har to tredjedeler av verdens ledende kvantefysikkprofessorer russiske etternavn, selv om de ofte jobber ved forskjellige universiteter i verden. For å utnytte dette potensialet vårt, samlet det russiske kvantesenteret de beste hodene på en konferanse i London.
Jeg snakket med generaldirektøren for det russiske kvantesenteret, kandidat for fysiske og matematiske vitenskaper Ruslan Yunusov om hvorfor folket trenger kvanteteknologi.
Ruslan svarer først det naive spørsmålet: hvorfor trenger vi i det hele tatt kvantecomputere? Hva passer ikke den nåværende? I henhold til Moores lov, og så hvert annet år, dobler kraften til elektroniske enheter, så hvorfor ikke løse nye problemer ved å øke beregningsevnen til klassiske datamaskiner?
- Helt i begynnelsen ble Moores lov formulert annerledes: antall transistorer dobler hvert 1,5 år. Men nå bremser fremgangen, og dobling skjer hvert annet år. La oss nå se på andre parametere, for eksempel klokkehastigheten, som bestemmer datamaskinens hastighet. Her har vi nådd taket allerede for 10 år siden. Hvis du husker, for 30 år siden hadde gode enheter en frekvens på 1 megahertz, 20 år senere nådde vi 1 gigahertz, det vil si at prosessoren begynte å jobbe 1000 ganger raskere. Og så nådde de 3 gigaHertz og stagnasjon satte inn. Fordi vi kom til de fysiske grensene. Selv rent teoretisk kan vi ikke øke klokkefrekvensen over 10 gigahertz. Her er et eksempel for deg når teknologien løper inn i noen fysiske grenser. Hvis du ser lenger, vil vi bokstavelig talt om fem år komme inn i en annen barriere. Du sa at i henhold til den nye versjonen av Moores lov, burde antall transistorer i mikrokretsløp fordobles. Og snart vil vi komme til det faktum at en enkelt transistor må være sammensatt av atomer. Og dette er allerede umulig.
Hva å gjøre?
- En av løsningene er bare kvantecomputere. De lar deg raskt løse noen problemer som vanligvis ikke er tilgjengelige for en klassisk datamaskin. Det enkleste programmet er å bryte koder, dekryptere hemmelige meldinger. Hva en klassisk datamaskin vil ta milliarder av år å gjøre, en kvantecomputer med en kapasitet på 1000 qubits (en qubit er et element av informasjon i en kvantecomputer, som litt i en klassisk datamaskin - forfatter) vil gjøre det på få minutter. En annen anvendelse av en kvantecomputer er å søke etter data i store databaser. I dag lagres enorme mengder data rett og slett uten behandling, i håp om at det en dag vil være stor prosessorkraft som kan analysere disse dataene. Kvantumaskiner kan gjøre det.
Kampanjevideo:
Hva er sjansene for at den første kvantecomputeren blir russisk?
- Minimal, fordi en kvantecomputer ikke vises om 1 dag. Den samme sekvens av trinn: først må du lage en qubit, deretter 2, 10, 30 … Allerede med 300 qubits kan du løse en rekke problemer som ligger utenfor superdatamaskiner. Nå forventer vi at 50-qubit universelle datamaskiner skal vises de neste 3 årene. Mest sannsynlig vil dette skje i USA eller i Europa med deltagelse av amerikanske selskaper. Til sammenligning er det lansert et prosjekt i Russland for å lage en datamaskin med 2 qubits. Det vil si at vi henger etter de ledende aktørene, men likevel går vi inn i kretsen av land som utvikler disse teknologiene. Så langt er investeringsnivået vårt umåtelig. Google alene investerer 100 millioner dollar i kvanteutvikling, og vi har et konsortium som totalt har to qubits som har mye mindre. Men her, som i et maratonløp: det er viktig ikke bare å vinne,men bare løp. For hvis du var ferdig i det minste i den andre bølgen, vil du få markedsandeler. I dag er en tilstrekkelig oppgave for Russland å være i gruppen av ledere.
Kan du estimere størrelsen på markedet? Hvor stor er jackpoten som deltakerne i kvanteløpet konkurrerer om?
- Å gi tall er helt utakknemlig, men vi anslår på en eller annen måte at markedet for halvledere og lasere er rundt $ 3 billioner i året. Det er forventninger om at det nye markedet ikke blir noe mindre. Når kvanteteknologier virkelig kommer inn i hvert hjem, vil markedet være helt gigantisk.
Og hva kan de ta med seg til hvert hjem? Hva nytter en vanlig person hvis en kvantecomputer løser vanskelige vitenskapelige problemer?
- For eksempel vil en vanlig person like bankkort som det er umulig å stjele penger fra. Denne absolutte beskyttelsen er gitt av kvantekryptografi. Forresten, slik sikker kommunikasjon kan allerede kjøpes i Vesten, og vi planlegger å ha disse enhetene innen utgangen av året. Kvantecomputere og kvantesimulatorer kan gjøre det mulig å finne materialer med nye egenskaper. I dag veier bilen 2 tonn og veier … 20 kilo. Du kan hente den for hånd og legge den et sted på hyllen. Fra fysikkens synspunkt er det ingen forbud her, men konvensjonell datateknologi tillater oss ikke å finne slike løsninger. Og en kvantecomputer er i stand til å simulere materiale med disse egenskapene. Eller superledningsevne ved romtemperatur. De har kjempet om dette problemet i mange tiår, men kan ikke løse det. Og dette vil vende livet vårt fullstendig om:vi vil glemme hva energitap er. Vi vil være i stand til å lage kraftige magnetfelt som holder flygende biler og magnetiske levitasjonstog. De vil reise med flyets hastighet og er veldig billige.
Du snakker om samarbeid med vestlige partnere. Hva kan vi tilby dem? Vi har ikke mye penger. Det er sterke forskere, men mange av dem jobber i vestlige universiteter i dag …
- Merkelig nok har vi mange forskere som med suksess realiserte seg i Vesten, men kom tilbake og lanserte laboratorier i Russland. Det er veldig nyttig for oss å støtte slike prosjekter. Dermed blir skoler med verdenserfaring opprettet i vårt land.
Yaroslav KOROBATOV
