Квантовый компьютер — чего нам стоит ожидать от новых технологий

Не так давно компания Google сообщила о квантовом превосходстве. Благодаря квантовому процессору усовершенствованный компьютер компании впервые превзошел производительность обычных устройств, выполнив специфическую задачу за 200 секунд. Отметим, что эту же задачу обычный компьютер решал бы 10 000 лет. Алексей Федоров, руководитель теоретической группы квантовых коммуникаций Российского квантового центра, рассказал в интервью Pravda.ru, чем же человечеству поможет квантовый компьютер.

Что такое квантовые компьютеры?

Квантовыми компьютерами Google занимается уже несколько лет. За последнее время там было достигнуто так называемое квантовое превосходство. Сначала появилась публикация об этом на сайте NASA, а затем она была удалена. Думаю, это связано с эмбарго научных изданий. Квантовые компьютеры - это новые типы устройств, которые используют для вычисления квантовой физики. Конечно, важно понять, дает ли это какое-то преимущество. Что сделала Google? Она использовала очень специфическую для этого задачу так называемого сэмплирования случайных квантовых схем. Простым языком ее не объяснишь. Эта задача и была создана именно для того, чтобы продемонстрировать квантовое превосходство.

Как он работает? В чем суть?

У нас есть классические компьютеры, где информация измеряется в битах, она принимает значение либо 0, либо 1. Вот такая бинарная логика. В чем отличие квантового компьютера? В нем вместо битов так называемые кубиты — квантовые биты. Они могут быть одновременно в состоянии 0 и 1 — такая суперпозиция. И за счет такого условного параллелизма есть потенциал для ускорения ряда задач.

Чем изобретение квантового компьютера полезно для человечества?

Квантовый компьютер сможет решать те задачи, которые не способно классическое устройство. Например, моделирование сложных материалов, поиск новых аккумуляторных батарей, лекарств, оптимизация транспортных потоков, решение задач машинного обучения, искусственного интеллекта, поиск катализаторов для химических реакций. То есть это огромный спектр сложных задач, которые квантовый компьютер потенциально может помочь решить.

А в России в этом направлении что-то делается?

В России недавно была принята программа развития квантовых технологий на 5 лет в рамках проекта "Цифровая экономика". Была сформулирована дорожная карта. В России все направления (квантовое вычисление, квантовая криптография) активно развиваются. Но есть определенное отставание от мира. Цель мероприятий по дорожной карте — это отставание сократить и, возможно, по каким-то отдельным направлениям квантовых вычислений выйти в лидеры.

Какие-то еще прорывные технологии в будущем стоит ожидать?

Конечно. За вычисление отвечают квантовые компьютеры. Квантовая коммуникация — способ защиты передачи данных. Квантовые сенсоры — это устройства, которые измеряют с высокой чувствительностью различные физические параметры. Например, температуру или магнитное поле. Ожидаются прорывы во всех этих направлениях. У квантовых сенсоров, например, огромное количество биомедицинских приложений. То есть, например, мы сможем внедрять термометры в отдельные клетки или делать высокоточную маммографию. На пересечении физики, информационных технологий и биоинформатики я ожидаю огромное количество интересных открытий в ближайшее время.