Логистика, банковское дело, рынок акций станут одними из первых сфер, которые получат выгоду от развития квантовых технологий. Много говорится о том, что эти технологии приведут к созданию новых материалов и лекарств. Если идти в этом направлении, то это и произойдет, но это будет не первое их серьезное применение, поскольку задача кажется очень сложной. Вот что сказал Акад. Николай Витанов, ведущий ученый мира в области квантовой информатики и когерентного управления квантовыми системами. В шоу «Футуризм» на Bloomberg TV Болгария с ведущим Антон ГруевС
акад. Витанов также привел конкретные примеры возможного будущего применения квантовых технологий. Если грузовику приходится снабжать множество участков, следует решить вопрос о том, как найти кратчайший путь между ними. Эта задача сложна для классического компьютера. То же самое касается и распределения потребления в электрических сетях — квантовый компьютер мог бы справиться с этой задачей точнее, чем классический.
Как все начинается?
Квантовые технологии бывают двух типов: старые, которые хорошо зарекомендовали себя и во многом изменили жизнь человечества в ХХ веке, и новые, которые, вероятно, изменят нашу жизнь в этом столетии, сказал акад. Витанов.
«Старые квантовые технологии используют квантовые свойства материалов и объектов в целом, а новые квантовые технологии используют свойства отдельных квантовых объектов — отдельных атомов, ионов, фотонов и т. д.», — пояснил он.
Одним из наиболее ярких примеров старых квантовых технологий является микроэлектроника, которая, по мнению академика Витанова, является крупнейшим научным открытием ХХ века.
«Благодаря микроэлектронике у нас есть мобильные телефоны, телевизоры, радио, холодильники, плиты, стиральные машины. К старым квантовым технологиям относятся также ядерная энергетика и лазеры», — отметил он.
Новые квантовые технологии используют свойства квантовых систем на одном уровне, и таким образом чудесный мир квантовой физики все больше становится реальностью. Это позволит создавать новые и гораздо более мощные устройства, чем существующие, ожидает гость.
«Когда IBM вошла в эту область в 2016 году со своими исследовательскими лабораториями и поставила перед собой цель создать работающий квантовый компьютер, это все изменило».
Это подтолкнуло другие компании, такие как Amazon, Google, Microsoft, Honywell, заняться квантовыми технологиями. «Стартапов также появилось много, и по оценкам на данный момент, в мире насчитывается около 1000 квантовых стартапов. Некоторые из них оказались очень успешными и работают на уровне, сравнимом с технологическими гигантами», — сказал акад. Витанов.
Это развитие побудило академическое сообщество изменить методы своей работы и более практично взглянуть на эту чисто академическую область.
Прорыв HSBC
HSBC недавно объявил о качественном прорыве в мониторинге облигаций. акад. Витанов отметил, что достижение компании еще изучается, но подчеркнул, что новость важна, поскольку это первое применение квантовых вычислений в реальных задачах.
«HSBC использовал квантовые процессоры IBM, чтобы добиться улучшения на 34%, как они утверждают, согласно предсказаниям классических алгоритмов на европейском рынке облигаций. Однако он сделал это на основе исторических данных, а не в режиме реального времени, и мы должны принять его достижение с определенной долей скептицизма.
Квантовые технологии сегодня
Новые квантовые технологии делятся на три большие категории — квантовые компьютеры, квантовые датчики и метрология и квантовые коммуникации и кодирование информации, и они взаимосвязаны и во многом помогают друг другу, сказал акад. Витанов.
Самыми старыми из них являются квантовые коммуникации, появившиеся в середине 1980-х годов, однако реальные практические применения они получили лишь недавно. Квантовые компьютеры появились в середине 1990-х годов, а квантовые датчики — новейшие — с начала XXI века.
акад. Витанов считает, что все три направления будут иметь потенциал для развития, однако пока сложно сказать, откуда будет наибольший эффект.
«Квантовые коммуникации очень связаны с квантовыми компьютерами, поскольку они возникли благодаря тому, что квантовые компьютеры могут ломать классические алгоритмы кодирования информации.
«Когда у нас будет полнофункциональный квантовый компьютер, а IBM обещает, что это произойдет в 2029 году, потребность в квантовой связи станет очень значительной», — сказал он. Квантовые датчики также необходимы из-за их способности улавливать чрезвычайно слабые сигналы.
«Одно из больших обещаний заключается в том, что квантовые датчики заменят ядерный магнитный резонанс, который является тяжелой и неприятной процедурой. Представьте себе надетый на голову шлем с крошечными датчиками, которые потребляют крайне мало электричества, как болезненную и нетравматичную процедуру. Ядерный магнитный резонанс работает.
Квантовые технологии в Болгарии
У нас есть исследования в области квантовых технологий на мировом уровне, — сказал акад. Витанов. Они проводятся в Центре квантовых технологий физического факультета Софийского университета, созданном два года назад для направления и концентрации усилий. Исследования в этой области ведутся уже 25 лет.
«Благодаря приходу крупных технологических гигантов интерес студентов к этим направлениям возрос, и мы наблюдаем возросший интерес молодых исследователей. В Центре квантовых технологий работают четыре научные группы, четыре авторитетных исследователя, около пяти аспирантов, около десяти докторантов, а также аспирантов».
«Мы пока не занимаемся разработкой оборудования. Мы работаем с удаленным доступом к облаку с помощью квантовых процессоров, предлагаемых технологическими гигантами».
Также был проведен ряд теоретических исследований, например, о том, как улучшить элементарные квантовые операции или как квантовые датчики могут стать еще более чувствительными к окружающей среде.
Больше смотрите в передаче:
- Ученые создали искусственный нейрон, который может напрямую «разговаривать» с живыми клетками мозга
- Новое исследование показывает, что силовые тренировки влияют не только на мышцы, но и на микрофлору кишечника.
- Ученые создали первую математическую модель, которая объединяет краткосрочную эволюцию внутри вида и долгосрочные изменения, ведущие к появлению новых видов.
- Китайские ученые разработали новый тип оконного покрытия, способного улавливать солнечную энергию и преобразовывать ее в электричество.
Полный комментарий смотрите в видео.
Всех гостей шоу «Футуризм» вы можете посмотреть здесьС