Квантовые компьютеры — это странные устройства. Атомы в них могут существовать в двух разных состояниях одновременно, а сами устройства настолько отличаются от классических компьютеров, что их трудно понять. Но квантовые компьютеры — это и прекрасные устройства, ведь они могут решить те задачи, с которыми ничего больше не справится. «Хайтек» поговорил с Алексеем Федоровым, руководителем научной группы РКЦ, о том, как понять квантовые технологии и перестать их бояться.

— Медиа очень много пишут о прорывах в области квантовых технологий. Есть ли разрыв между реальной технологией и тем, что пишут в СМИ?

— Квантовые технологии привлекают большое внимание по нескольким причинам. Во-первых, они связаны с квантовой физикой — очень интересной научной теорией, которая описывает мельчайшие объекты, с которыми мы можем взаимодействовать. Эта наука помогает описывать состояния квантовых объектов, а также управлять ими. Выводы, которые получаются из квантово-механического рассмотрения, часто противоречат тому, к чему мы привыкли — нашему «классическому» опыту.

Во-вторых, сейчас появляются первые приборы и устройства, построенные на принципах управления отдельными квантовыми системами, и их развитие позволяет решать задачи, с которыми не справляются современные суперкомпьютеры. Можно решать и другие важные задачи. Например, передавать информацию так, чтобы защищенность гарантировалась фундаментальными физическими законами, а также с предельно допустимой точностью измерять параметры окружающей среды, температуру, параметры электромагнитных полей и так далее.

Разрыв между ожиданиями от квантовых технологий и реальным статусом их развития есть, но он не критичен. Экспертное сообщество довольно консервативно, оно говорит о постепенном прогрессе и переходе от простого к сложному. Если посмотреть на то, что произошло за последние 25 лет, — это колоссальный скачок вперед. В сфере квантовых вычислений мы прошли путь от демонстрации базовых принципов работы разного типа квантовых вычислительных устройств к решению вычислительных задач, которые недоступны для классических компьютеров.

— У вас есть какие-то маркеры того, что разработка в этой сфере достойна внимания? Сейчас все делают упор на количество кубитов — это объективный показатель?

— Количество кубитов как отдельный параметр не помогает оценить статус развития квантовых вычислений. Если вас интересует какое-либо научное достижение, и вы хотите понять его статус, насколько тот или иной результат достоин внимания, есть один простой и очень верный рецепт — проверять, что результаты прошли верификацию научным сообществом.

Например, Google перед демонстрацией квантового превосходства тщательно готовили научную статью. Они работали над ней длительное время, полагаю, около года, чтобы убедить научное сообщество в корректности выводов. Статья опубликована вместе с колоссальным количеством дополнительных материалов в одном из самых авторитетных научных журналов. Поэтому, несмотря на проблемы «перегрева» и переоценки возможностей, при оценке технологий хорошо бы посмотреть статус научных публикаций на эту тему в ведущих журналах.

Говоря про количество кубитов, сообщество пытается выбрать одно понятно число, чтобы через него объяснить весь прогресс. Поэтому мы видим публикации про 2, 10, 15, 5 000 кубитов, — но что это значит? Мое осторожное предположение в том, что в ближайшее время мы все чаще будем слышать не про количество кубитов, а про возможности систем решать реальные задачи.

Есть и другое направление квантовых технологий — квантовые коммуникации или, более точно, квантовое распределение ключей. Здесь другие критерии — скорость генерации ключей, возможность интеграции квантовых решений в классическую инфраструктуру. Многие из них более трезво оценивают разработки, чем одна метрика или параметр.

— Какие технологии в этой области заинтересовали лично вас?