Новости › Общество › "Через десять лет будет создан рабочий прототип квантового компьютера..."

19 июля 2011 г. (11:08)

О мгновенных квантовых коммуникаторах, взломе систем квантовой криптографии, датчиках, шпионящих за каждой клеткой человеческого организма и интересе российского бизнеса к новейшим технологиям рассказал «Газете.Ru» директор Российского квантового центра, член Европейского Физического общества, к.ф.-м.н. Алексей Акимов.

- Российский квантовый центр создан более полугода назад и тогда же стал резидентом «Сколково». Сформирован ли, хотя бы предварительно, портфель исследовательских программ Центра?
- Еще нет. Сформированы главные руководящие структуры РКЦ - Попечительский и Международный консультативный советы. Последний отвечает за координацию научной деятельности Центра, но направления исследований определяет не он, а лидеры групп, которые набираются по открытому международному конкурсу. На конференции состоится заседание научного совета, который выберет первых лидеров - ядро Центра. Предполагается, что после транша от фонда «Сколково» лидеры приступят к работе - сформируют состав исследовательских групп, распределят те средства, которые им выделит Научный совет, при этом конкретные направления исследований они определят сами. Также состав лидеров должен быть одобрен Попечительским советом из представителей промышленности и бизнеса, оценивающих, насколько разумно происходит распределение средств.

- В состав советов РКЦ входят известные и даже легендарные ученые, нобелевские лауреаты, международная элита квантового фронтира - Петер Цоллер, Артур Экерт, Вальфганг Кеттерле и другие. Какими будут условия работы лидеров исследовательских групп РКЦ?
<1>--Лидер группы - аналог зарубежного профессора. Это пожизненная должность. То есть человека можно уволить только в том случае, если он перестал заниматься научной деятельностью или нарушает научную этику.

- На какой оклад могут рассчитывать кандидаты?
- В среднем оклад лидера будет составлять 100 тыс долларов в год. Это нормальный и достойный уровень оплаты для должности такого уровня: за рубежом платят где-то чуть побольше, где-то чуть поменьше.

- Расскажите об источниках финансирования РКЦ.
- На сегодняшний день у нас пока один источник финансирования - это фонд «Сколково», хотя сейчас мы стараемся привлечь другие источники. Проблема в том, что сложно привлечь частные инвестиции, пока какой-то крупный игрок, в нашем случае - это государство, не заявит - «да, я это поддерживаю». Интерес у бизнеса есть, но никто не хочет быть первым.

- Можно ли привести конкретные примеры такого интереса?
- В первую очередь бизнес интересуют приложения. Например, проект компактных сверхточных часов для систем навигации, позволяющих повысить точность позиционирования на два и даже более порядка. Быстрые оптические переключатели: скорость передачи данных по оптоволоконным каналам неуклонно возрастает, но проблема оптических переключателей решена плохо. Далее - так называемые квантовые сенсоры - магнитометры и измерители электрических полей, которые могут снимать показания с отдельной живой клетки. Первые эксперименты в этой области, поставленные в лаборатории Михаила Лукина (профессор физики Гарвардского университета, член Консультативного совета РКЦ - «Газета.Ru»), показали перспективность этой технологии. Сходные многообещающие результаты получены одной австралийской группой, а также в Германии. Сейчас это чисто фундаментальные разработки, но через несколько лет они будут востребованы медициной и превратятся в коммерческие.

- Естественно предположить интерес бизнеса и государства к системам квантовой криптографии...
<2>--Пока никто не проявил такого интереса. Следует учитывать, что на рынке криптосистем уже есть как минимум три компании, предлагающие готовые решения на эту тему, и несколько других, активно работающих в этой области. Здесь более важен другой момент: существующие системы ограничены в дальности работы примерно 100 км, задача же продления этих линий связи весьма нетривиальная, я бы даже сказал - фундаментальная задача. Наш Центр планирует заниматься этой проблемой.

- Каким образом можно увеличить дальность квантовых криптоканалов, не провоцируя декогеренцию квантов, то есть не компрометируя целостность такого канала промежуточным слоем ретрансляции?
- С помощью квантовых повторителей. Конечно, повторитель в классическом понимании здесь, конечно, невозможен, и повторителем мы называем это устройство по инерции. Квантовый повторитель, строго говоря, не будет повторять сигнал. Скорее, это некий способ распространить его на большое расстояние. Такой повторитель ничего не копирует, но функционирует как источник и одновременно детектор перепутанных фотонов - создает новые спутанные пары и измеряет взаимные корреляции между ними. Алгоритм, таким образом, должен быть выстроен так, чтобы конечный пользователь всегда мог определить факт постороннего вмешательства, разрушающего целостность квантового канала.

- Оправданны ли заявления об объективной стопроцентной безопасности квантовой криптографии в свете участившихся в последнее время докладов об удачных опытах взлома квантокриптографических систем (в частности, группой Вадима Макарова из норвежского Университета наук и технологий в Трондхайма, опубликовавшей статью в Nаture)?
- Если вы ослепили детектор, а именно таким образом, насколько я понял, были взломаны квантовые криптосистемы, вы автоматически узнаете, что кто-то вмешался в передачу. В этом смысле теория не скомпрометирована. Скомпрометирована конкретная аппаратная реализация линии квантового шифрования: такие реализации не всегда настолько уж квантовые, поскольку до сих пор очень сложно работать на уровне одиночных фотонов. Существующие системы пока работают выше этого порога, допуская какое-то количество ошибок. А раз ошибки допускаются, возникает возможность и что-то украсть в этом интервале ошибок. Момент, безусловно, скользкий, но если вы работаете на пределе современных технологий, то вероятность такой кражи очень мала. С совершенствование же техники, приближающей теоретический квантовый предел, вероятность таких событий все время будет уменьшаться.

- Не говорит ли это об удручающем несоответствии между заявлениями теории и ее практической реализацией?
- Нет. Эти системы используют квантовые алгоритмы, но часто для убыстрения их работы в ход идут смешанные квантово-классические протоколы. Однако с развитием технологий эти системы все больше будут приближаться к истинно квантовому алгоритму.


- Является ли истинным квантовым компьютером вычислительное устройство, о создании которого заявила в мае этого года компания D-Wave?
<3>-- Их первое заявление о создании квантового компьютера было весьма противоречивым. Они говоили о 8-битном квантовом процессоре, называя эти биты «некогерентными». Но квантовый компьютер по определению предполагает когерентность битов! Как только вы говорите о некогерентных битах, это автоматически означает, что мы имеем дело с классическим компьютером. То, что они построили - и есть классический компьютер, на котором можно решать не менее быстро те же самые задачи. Подозреваю, что нынешняя история (о создании квантового 128-битного процессора. - «Газета.Ru») - примерно из той же оперы. Хотя нельзя не отметить, что исследования в направлении сверхпроводниковых квантовых битов они действительно ведут. Например, память на квантовых сверхпроводниковых битах действительно была продемонстрирована. Но то, о чем они заявляют сегодня - это, на мой взгляд, жульничество с рассчетом застолбить за собой соответствующий патент.

- Может ли быть адекватной экспертиза таких патентов, учитывая размытость понятия «квантовый компьютер»?
- Сомневаюсь. Сколько раз я видел патенты, которые вряд ли могли бы выдержать серьезную экспертизу.