Квантовая физика, родившаяся как наука в начале XX века, сегодня переживает второе рождение. Как сказал Юджин Ползик, профессор датского «Института Нильса Бора», сегодня этой науке удалось соединить в себе воедино физику, квантовую информатику и инженерию, открыв тем самым фундаментально новые возможности для появления новых прорывных технологий. Суперпроводимость – классический пример: потрясающие качества веществ, открытые и во многих аспектах изученные, уже нашли практическое применение. Об этом рассказал нобелевский лауреат Вольфганг Кеттерле в лекции, предварявшей дискуссионную сессию. И много «сюрпризов» нам еще предстоит увидеть по мере изучения сверхтекучести.
«Нобелевец» Кеттерле своим коротким выступлением положил интригующее начало для дискуссии, участие в которой приняли министр науки и образования РФ Дмитрий Ливанов, замминистра связи и массовых коммуникаций Марк Шмулевич. От венчурного бизнеса своими мыслями делились Сергей Белоусов, старший партнер венчурных фондов Runa Capital и QWave, инвестор в «РКЦ». К обсуждению возможностей применения квантовых технологий присоединился ряд видных физиков, среди которых, помимо упомянутых Кеттерле и Ползика, был ведущий профессор квантовой физики Гарварда Михаил Лукин, президент «РКЦ», со-основатель QWave Сергей Кузьмин, а также Николя Гизин, основатель швейцарской компании idQuantique, создавшей первое коммерческое устройство, основанное на фундаментальных законах квантовой физики.
Квантовый компьютер – лишь одно из прикладных применений квантовой физики
Создан или нет квантовый компьютер? Ведущий в шутку предположил, что этот вопрос волнует всех, кто пришел на конференцию. Ползик просит не торопиться: речь про компьютер еще впереди. Но уже сейчас квантовая оптика нашла применение в криптографии: сигнал по волоконным кабелям можно передавать с помощью одиночных фотонов. Такой сигнал нельзя «украсть», это самая сильная криптография, созданная человечеством на сегодняшний день. Квантовые симуляторы новых материалов: квантовую решетку новых материалов можно «инженерить». А это дверь в мир супер-проводников с их поистине безграничными возможностями. Представьте себе, например, прибор МРТ компактный настолько, что врач сможет сканировать пациента, действуя аппаратом МРТ, как обычным ручным сканером.
Колоссальные перспективы и возможности открываются и с развитием технологий измерения слабейших сигналов. Достижение качественного прорыва в этой сфере становится возможным благодаря успехам квантовой физики. Вероятно, совсем скоро можно будет измерять тончайшие поля, создаваемый нейро-деятельностью человеческого мозга. Дмитрий Песков из АСИ считает, что человечество благодаря квантовым технологиями может подойти вплотную к созданию «нейронета»: сети, построенной на взаимодействии человеческого мозга и компьютера. Прорыв в этом направлении может произойти уже в 2020-е годы, считает он.
Сергей Белоусов систематизирует: прогресс можно ожидать в ближайшей перспективе в трех прикладных направлениях. Среди них: вычисления, передача информации и измерения. «Сегодня нет более эффективного способа измерить что-либо, чем квантовые технологии: это самые быстрые, энергоэффективные и качественные измерительные приборы», - утверждает он. Белоусов напомнил, что рынок «атомных» (их еще называют «квантовые») часов уже составляет несколько сот миллионов долларов. «Более того: буквально все точные приборы, которые мы используем сейчас, можно будет в один прекрасный момент заменить на еще более точные, квантовые. Так что представьте теперь потенциальный объем этого рынка», - говорит Белоусов.
Телепортация уже не sci-fi, а средство криптозащиты
Николя Гизин, напоминает, что мир сотрясают скандалы вокруг разоблачений «прослушки» и «прочитки» спецслужбами корреспонденций и звонков c мобильных устройств. Он утверждает, что органам государственной безопасности или разведкам крупных держав под силу разбить любые коды, перехватить и дешифровать любую информацию. Вопрос только в уровне мобилизации ресурсов для выполнения такой задачи. Но вот как перехватить информацию, которой нет? То есть, она есть в виде фотона, который послан из одного места, и она есть у получателя. Но ее нет (абсолютно не существует!) на промежуточной фазе, где и осуществляется перехват. «В Женеве уже год работает компания, которая шифрует свои послания телепортацией, но многие корпоративные службы безопасности пока не готовы вникать в суть новой технологии. Они говорят, что это «волшебство», игрушки в которые играют физики. Но когда они поверят, рынок квантовой криптографии будет исчисляться миллиардами», - говорит создатель успешной коммерческой квантовой компании idQuantique.
Фундаментальная наука сторицей отплатит за поддержку
На конференции от министра Дмитрия Ливанова и других выступавших прозвучали слова необходимости всесторонней поддержки фундаментальной науки вообще и квантовой физики в частности. Запомнились слова Юджина Ползика: «Есть страны, которые предпочитают покупать чужие изобретения, а есть, которые их сами делают. И мы, русскоязычные ученые, с огромным энтузиазмом приветствуем создание Квантового центра в России». И еще одна цитата, на сей раз от «нобелевца» Вольфганга Кеттерле: «Когда я стал после получения PhD заниматься прикладной наукой, то увидел, что буквально все, что делается в ней, базируется только и исключительно на фундаментальной. Однако в фундаментальной науке есть одна особенность: ты никогда не знаешь, когда именно, через три или через тридцать лет появится прямая зависимость между тем, что ты открыл, и практическим применением. Уверяю вас, что ученые, работавшие в восьмидесятых годах прошлого века над лазерами, даже и представить себе не могли, что с помощью их открытия в будущем будут воспроизводиться музыкальные диски».
Комментарий от руководителя ИТ кластера Фонда «Сколково»
Игорь Богачев, исполнительный директор ИТ кластера Фонда «Сколково», сказал, что квантовые технологии являются одним из важнейших и очень перспективным для ИТ технологическим направлением. «Квантовый компьютинг предоставит небывалые возможности параллельных вычислений и передачи информации, ведь объемы данных растут колоссальным образом, и имеющиеся компьютерные мощности уже не справляются, а квантовые технологии ускоряют вычисления в сотни раз», - сказал он.
Вычислять, обрабатывать, предсказывать, анализировать данные: благодаря квантовым технологиям, считает Игорь Богачев, процесс решения этих задач может быть поднят на несравненно более высокий уровень. Причем, именно в России можно ожидать прорыва в этом направлении. «Интересно, что если посмотреть на выдающихся ученых из других стран, которые прибыли на эту представительную конференцию, мы увидим много русских фамилий. Это свидетельствует о том, что базовая квантовая наука зарождалась в России в том числе. И многие приехали сегодня в Москву, именно потому, что здесь соответствующее научное коммьюнити», - подчеркнул Игорь Богачев.
И еще один важный момент, по мнению руководителя ИТ кластера: высокий интерес к квантовым технологиям наглядно свидетельствует об их крайней актуальности. «Как мы видим, на конференции развернулась дискуссия о том, как перейти от фундаментальной науки к инновациями. И задача «РКЦ» как раз состоит в том, чтобы фундаментальную науку переводить в прикладные исследования, а прикладные исследования – в стартапы. Фонд «Сколково» и «РКЦ» идут одним маршрутом, сокращая разрыв между фундаментальной наукой и инновациями. И это одна из причин, по которой мы поддерживаем Российский квантовый центр», - сказал Игорь Богачев.
