На пороге новой эпохи: как российские ученые внедряют квантовые технологии в жизнь

Ловец атомов Владислав Цыганок демонстрирует свои трофеи на мониторе компьютера. В лаборатории старший научный сотрудник ставит эксперименты. В поисках новых открытий он забирается в атомную решетку, переставляет частицы местами и наблюдает за тем, как меняются теплопроводность или магнитные свойства метала.

Владислав Цыганок, ведущий научный сотрудник Российского квантового центра: «Применимость этой всей штуки — удешевление передачи электроэнергии, создание магнитной подушки транспорта, поездов и так далее».

Вариантов того, как можно расположить атомы и каким будет результат, много. На обычном компьютере придется считать тысячелетиями, квантовый справиться в считаные минуты. И это только одна из областей применений. Если говорить в целом, квантовые технологии — это начало новой эпохи.

Антон Гугля, руководитель структурного подразделения QApp Российского квантового центра: «Занимаясь квантовыми технологиями, мы видим, что мир живет не так, как мы привыкли о нем думать. Это ново, это сложно. А в некоторые теоремы квантовых технологий нужно пока просто поверить и дальше их исследовать».

На пороге новой эпохи российские ученые имеют большие достижения. В нашей стране создают квантовые компьютеры, получают новые технологии. Примером может служить квантовый сенсор.

Антон Гугля: «Возможность управлять одиночным состоянием квантовых частиц позволила строить сенсоры, которые могут применяться в автомобильной промышленности, строя новые системы навигации, более точные. А в медицине позволяют детектировать сложные заболевания на ранней фазе».

Кроме того, ученые прямо сейчас создают облачный центр квантовых вычислений, который сможет обрабатывать огромные массивы данных, например, шифровать банковские операции или просчитывать модели для больших инженерных проектов. Идея в том, что компьютер находится в лаборатории и при помощи Интернета обменивается информацией по всему миру.

Кирилл Лахманский, руководитель научной группы Российского квантового центра по созданию квантового компьютера на холодных ионах: «Сейчас у нас есть узкий круг задач, которые могут дать какое-то преимущество. Необходимо делать упор на теоретические изыскания в области квантовых алгоритмов, которые позволят как раз-таки раздвинуть горизонт применения».

Освоением новых горизонтов сейчас как раз и занимается Кирилл Лахманский. Вместе с командой он строит квантовый компьютер на холодных ионах. Все эти провода, оптика и приборы и есть будущее, в котором мы совсем скоро окажемся. Принцип, по которому работает компьютер обыкновенный, понятен. Это единицы, ноли, биты.

Система считает последовательно. Но квантовый компьютер делает все параллельно и одновременно, используя при этом такое явление квантовой механики, как суперпозиция. В суперпозиции значение может быть и ноль, и единица, причем одновременно, поэтому квантовые компьютеры гораздо быстрее. И напоминает это отчасти то, как работает мозг человека. Мы ведь тоже обрабатываем множество информации одновременно. Говорим, дышим и двигаемся.

Антон Гугля: «Есть много ученных, которые смотрят в горизонт дальше, чем их жизнь. Они точно не доживут до того момента, когда квантовый компьютер ответит на вопрос „почему мы живем?“, „почему мы любим?“, но они для этого этим и занимаются».

Сейчас квантовые компьютеры не похожи на то, как мы представляем вычислительную систему. Но ведь и в прошлом веке первопроходцы показывали миру тоже что-то громоздкое. Однако прогресс не стоит на месте, не исключено, что совсем скоро эти большие и странные установки окажутся в нашем кармане в виде смартфона.