Мир стоит перед очередным технологическим прорывом, который называют второй квантовой революцией. Что это такое и к чему ведет, разбирался «Мир Новостей».
О какой второй квантовой революции речь, если и про первую-то ничего не понятно? Между тем технологиям, основанным на квантовой физике, более полувека.
- Транзисторы, например, были изобретены в 1947 году, - рассказывает научный сотрудник Российского квантового центра Алексей Федоров. - Это изобретение выросло из знаний квантовой физики твердого тела.
В 60-х годах был разработан лазер - в его основе лежали познания в области квантовой оптики. Только эти два изобретения привели к возникновению телевидения, компьютерам, интернету, оптоволоконным коммуникациям, прорыву по всем фронтам науки и техники. Они сильно повлияли на нашу повседневную жизнь и фактически трансформировали наш мир, сначала превратив его из индустриального в постиндустриальный, а затем в полноценное информационное общество.
Технологический рывок последние десятилетия шел от развития элементной базы: уменьшались транзисторы, увеличивалась мощность компьютеров... Но всему есть предел.
- Последние годы об удвоении производительности процессоров каждые два года, как это было в начале XXI века, уже не говорят, - отмечает собеседник. - Чтобы поддерживать этот темп, к 2020 году транзистор должен уменьшиться до одного атома, что крайне затруднительно.
Где же выход? Сейчас существует несколько направлений квантовых технологий, которые бурно развиваются во всем мире. Уже понятно, что квантовая криптография сделает невозможным кражу информации, а квантовые датчики выведут на новый уровень точность измерений. Квантовый симулятор - это следующая технология, которая предназначается для создания новых материалов, лекарств и прочего. По мнению нашего эксперта, медицина сенсорно-магнитного поля неизбежно придет на смену еще совсем недавно венцу современных технологий МРТ.
Да зачем далеко ходить - прошлый год принес настоящий прорыв в масштабировании квантовых технологий. Международная группа под руководством профессора Михаила Лукина создала квантовый компьютер. Затем в Университете Мэриленда появился свой экземпляр, за ним - в корпорации IBM. В этом году компания Intel сообщила о квантовом чипе. А на днях Google презентовал квантовый процессор. По прогнозам экспертов, в ближайшие годы рынок квантовых вычислений достигнет 26 млрд долларов.
Если возможности полупроводниковой электроники исчерпаны, то нужна новая элементная база.
- Кстати, не обязательно квантовая, - говорит Алексей Федоров. - Есть идея фотоники (на основе фотонов) или спинтроники (переход от электронных зарядов к спину). Но на данный момент, квантовые компьютеры - это, наверное, единственный реальный способ увеличить производительность вычислений.
Что нас ждет? Если в последние годы развивались машинное обучение, искусственный интеллект, то с появлением квантовых компьютеров на новый уровень выйдут биотехнологии. Вместе с тем серьезно продвинутся науки и знания о мозге человека, его физиологии.
- Однако говорить о том, что квантовые смартфоны или компьютеры убьют обычные, преждевременно, - считает Федоров. - Они придадут новые свойства продуктам, расширят их возможности. Квантовые технологии потенциально намного мощнее классических, но и намного капризнее, сложнее, дороже.
Есть ли шансы у России занять достойное место в квантовой технологической гонке?
- Потенциал у нашей страны хороший, - уверен Алексей Федоров. - В коммуникации наши достижения вполне сравнимы с мировыми, и даже лучше. Например, алгоритмическая часть превосходит современные иностранные аналоги. Многие эксперименты мы сделали первыми. И это несмотря на то, что инвестиции в эту сферу намного отстают от финансовых возможностей Китая, США, ЕС.
У России одна классическая для нашей страны проблема - придумать можем, а вот продать и заработать на этом... Здесь пока большие сложности.