Ruslan Junuszov, az Orosz Kvantumközpont főigazgatója arról beszélt, hogy mit fog adni az új technológia az emberiség számára
Az emberiség egy újabb technológiai mérföldkőhöz közeledik, amely olyan drámai módon megváltoztatja a világot, mint a tűz megszelídítése, a kerék újrafeltalálása vagy az áram felfedezése. Utoljára egy ilyen Rubicont adtak át generációnk szeme előtt a számítógépek megjelenésével. A tudósok szerint most már több év távolságra vagyunk a következő forradalomtól - egy kvantum számítógép megjelenésétől. És ezek nem csak szép szavak: az Európai Unió bejelentette, hogy egymilliárd eurót fektet be a Quantum Flagship programba. Összehasonlításképpen: ez a nagy hadronütköztető költségének egynegyede - ez a legnagyobb tudományos installáció, amelyet a civilizáció történetében valaha is létrehoztak.
Az új világban elfoglalt helyünk nagyban függ attól, hogy Oroszország csatlakozik-e a kvantumverseny országainak győzteseihez, vagy elmulasztja a következő technológiai ugrást. A pálya melletti szereplés különösen sértő lenne, mert durván véve a világ vezető kvantumfizikai professzorainak kétharmada orosz vezetéknévvel rendelkezik, bár gyakran a világ különböző egyetemein dolgoznak. Hogy kihasználhassa ezt a lehetőségünket, az Orosz Kvantumközpont egy londoni konferencián gyűjtötte össze a legjobbakat.
Beszéltem az Orosz Kvantumközpont vezérigazgatójával, Ruslan Junuszov fizikai és matematikai tudományok kandidátumával arról, hogy miért van szüksége az embereknek kvantumtechnológiákra.
Ruslan először válaszoljon a naiv kérdésre: miért van szükségünk egyáltalán kvantum számítógépekre? Mi a jelenlegi nem felel meg neked? Valójában, Moore törvénye szerint, és így kétévente, az elektronikus eszközök teljesítménye megduplázódik, miért ne oldhatnánk meg az új problémákat a klasszikus számítógépek számítási kapacitásának növelésével?
- A kezdetektől fogva Moore törvényét másképp fogalmazták meg: a tranzisztorok száma 1,5 évente megduplázódik. De most a fejlődés lelassul, és 2 évente megduplázódik. Most nézzünk meg más paramétereket, például az órajelet, amely meghatározza a számítógép sebességét. Itt már 10 évvel ezelőtt elértük a plafont. Ha emlékszel, 30 évvel ezelőtt a jó eszközök frekvenciája 1 megahertz volt, 20 évvel később elértük az 1 gigahertzetet, vagyis a processzor 1000-szer gyorsabban kezdett működni. És akkor elérték a 3 gigaHertz-t, és stagnálás kezdődött. Mert elértük a fizikai határokat. Tisztán elméletileg sem növelhetjük az órajel frekvenciáját 10 gigahertz fölé. Itt van egy példa az Ön számára, amikor a technológia fizikai korlátokba ütközik. Ha tovább néz, szó szerint öt év múlva újabb akadályba ütközünk. Azt mondtad, hogy a Moore-törvény új verziója szerint a mikrorendszerek tranzisztorainak számának meg kell duplázódnia. És hamarosan eljutunk arra a tényre, hogy egyetlen tranzisztort kell atomokból felépíteni. És ez már lehetetlen.
Mit kell tenni?
- Az egyik megoldás csak a kvantum számítógépek. Ezek segítségével gyorsan megoldhat néhány problémát, amelyek általában nem érhetők el egy klasszikus számítógép számára. A legegyszerűbb alkalmazás a kódok feltörése, a titkos üzenetek visszafejtése. Amit egy klasszikus számítógép évmilliárdokba fog telni, az egy kvb számítógép, amelynek kapacitása 1000 kvit (a kvóta egy információeleme a kvantumszámítógépnek, mint egy kicsit a klasszikus számítógépnek - a szerző), percek alatt megcsinálja. A kvantum számítógép egy másik alkalmazása az adatok keresése nagy adatbázisokban. Manapság hatalmas mennyiségű adatot egyszerűen tárolnak feldolgozás nélkül, abban a reményben, hogy egyszer nagy feldolgozási erő áll majd rendelkezésre, amely elemezni tudja ezeket az adatokat. A kvantum számítógépek képesek rá.
Promóciós videó:
Mennyi az esélye annak, hogy az első kvantum számítógép orosz lesz?
- Minimális, mert egy nap alatt nem jelenik meg egy kvantum számítógép. Ugyanaz a lépések sorrendje: először egy kvbitet kell készítenie, majd 2, 10, 30 … Már 300 kvittel megoldhat egy sor olyan problémát, amelyek meghaladják a szuperszámítógépek erejét. Most azt várjuk, hogy az elkövetkező 3 évben megjelenik az 50 qubit univerzális számítógép. Valószínűleg erre az Egyesült Államokban vagy Európában kerül sor, amerikai vállalatok részvételével. Összehasonlításképpen Oroszországban elindítottak egy projektet, amely 2 kvbit számítógépet hoz létre. Vagyis lemaradunk a vezető szereplőktől, de ennek ellenére belépünk az ezen technológiákat fejlesztő országok körébe. Eddig a beruházási szintünk összehasonlíthatatlan. Csak a Google 100 millió dollárt fektet be a kvantumfejlesztésbe, és van egy konzorciumunk, amely összesen két kvittel foglalkozik, sokkal kevesebbel. De itt, mint egy maratonon: fontos nem csak nyerni,hanem csak futni. Mert ha legalább a második hullámban végzett, akkor piaci részesedést kap. Ma Oroszország számára megfelelő feladat a vezetők csoportjában lenni.
Meg tudja becsülni a piac méretét? Mekkora a jackpot, amelyért a kvantumverseny résztvevői versenyeznek?
- Számokat adni teljesen hálátlan, de valahogy úgy becsültük, hogy a félvezetők és a lézerek piaca évente mintegy 3 billió dollár. Vannak elvárások, hogy az új piac nem lesz kevesebb. Amikor a kvantumtechnológiák valóban belépnek minden otthonba, a piac abszolút óriási lesz.
És mit hozhatnak minden otthonba? Mit használ egy hétköznapi ember, ha egy kvantum számítógép trükkös tudományos problémákat old meg?
- Például egy hétköznapi ember kedvelni fogja azokat a bankkártyákat, amelyekből lehetetlen pénzt lopni. Ezt az abszolút védelmet a kvantum kriptográfia biztosítja. Egyébként ilyen biztonságos kommunikációt már nyugaton is lehet vásárolni, és azt tervezzük, hogy ezek a készülékek az év végéig megvannak. A kvantumszámítógépek és a kvantumszimulátorok új tulajdonságokkal rendelkező anyagok megtalálását teszik lehetővé. Ma az autó súlya 2 tonna, súlya pedig … 20 kilogramm. Kézzel felveheti, és valahova a polcra teheti. A fizika szempontjából itt nincsenek tiltások, de a hagyományos számítógépes technológiák nem teszik lehetővé ilyen megoldások megtalálását. És egy kvantum számítógép képes ilyen tulajdonságokkal rendelkező anyagok szimulálására. Vagy szupravezetés szobahőmérsékleten. Hosszú évtizedek óta küzdenek ezen a problémán, de nem tudják megoldani. És ez teljesen megfordítja az életünket:elfelejtjük, mi az energiaveszteség. Hatalmas mágneses mezőket tudunk létrehozni, amelyek a repülő autókat és a mágneses lebegésű vonatokat fogják tartani. Repülőgép sebességével fognak haladni, és nagyon olcsók.
A nyugati partnerekkel való együttműködésről beszél. Mit tudunk ajánlani nekik? Nincs sok pénzünk. Vannak erős tudósok, de manapság sokan nyugati egyetemeken dolgoznak …
- Furcsa módon sok olyan tudóssal rendelkezünk, akik sikeresen megvalósították magukat Nyugaton, de visszatértek és laboratóriumokat indítottak Oroszországban. Nagyon hasznos számunkra az ilyen projektek támogatása. Így hazánkban világtapasztalattal rendelkező iskolák jönnek létre.
Jaroszlav KOROBATOV