На развитие квантовых технологии в России планируют выделить более 51 миллиарда рублей. Разберемся, на каком уровне они находятся в нашей стране и мире, скоро ли вторая квантовая революция и какие перспективы у отечественных разработок на мировом рынке.
Статья подготовлена вместе с Владимиром Елисеевым — руководителем Центра научных исследований и перспективных разработок ОАО «ИнфоТеКС».
Карта развития квантовых технологий в России
Согласно дорожной карте «Квантовые технологии», представленной в мае 2019 года на конференции «Цифровая индустрия промышленной России», российские разработки в этой сфере могут занять 8% мирового рынка к 2024 году.
Дорожная карта подразумевает создание проектов во всех направлениях квантовых технологий: разработку российских квантовых компьютеров, защищенных от взлома высокоскоростных сетей и квантовых сенсоров: магнитометров, хронометров, гироскопов и других сверхчувствительных измерительных устройств.
Стремительное развитие такой технологичной отрасли не обойдется без масштабных финансовых вливаний. В странах, претендующих на лидерство в этой сфере, крупный бизнес и государство активно поддерживает разработчиков.
В США Конгресс утвердил проект развития квантовых технологий на сумму более $1,2 млрд. В Европе действует программа Quantum Flagship с начальным бюджетом 1 млрд евро, а в Китае создают Национальную квантовую лабораторию, на старте в неё вложили $10 млрд. Объем частных инвестиций в квантовые технологии в мире находится на уровне $1 млрд.
По данным АО «РВК» — государственного фонда фондов и института развития венчурного рынка Российской Федерации, общий бюджет программы квантовых технологий в России составляет 51,1 млрд руб., включая частное финансирование в размере 8,7 млрд руб.
Кроме государства, инвесторами станут ОАО «РЖД», обладающая крупной магистральной оптоволоконной сетью, на основе которой будут построены квантовые сети, а также госкорпорации «Ростех» и «Росатом». В планах «Росатома» к 2024 году построить четыре типа квантовых компьютеров мощностью от 50 до 100 кубит.
Вот каких целевых результатов хотят добиться авторы дорожной карты к 2024 году:
- Квантовые вычисления: создать квантовый компьютер мощностью 30-50 кубит и квантовый симулятор на 100-1000 кубит, разработать 5-10 квантовых алгоритмов, предназначенных для выполнения на этих компьютерах, и запустить платформу для решения задач с 10 000 запусками в год.
- Квантовые коммуникации: разработать продуктовые решения, которые передают данные защищенным способом на расстояние более 200 км, запустить междугородние квантовые сети и развитые городские сети общей протяженностью более 10 000 км.
- Квантовые сенсоры и метрология: создать 6 типов квантовых сенсоров, добиться пространственного разрешения в 0.5 мкм, уменьшить погрешность квантовых часов до не более 18 с, внедрить квантовые сенсоры в интернет вещей и медицину.
Когда квантовые технологии станут массовыми?
Чтобы определить, насколько готова та или иная технология, используют шкалу TRL. Ее первый уровень означает, что утверждены и опубликованы базовые принципы, а максимальный — девятый, что продемонстрированы образцы, полностью готовые к работе.
Квантовые компьютеры в мире находятся на 4-5 уровне, что соответствует проверке технологии в лабораторных и полевых условиях. В России сфера квантовых вычислений отстает: она находится на 3-4 уровне TRL, то есть начало разработок, плавно переходящее в лабораторные тесты.
Квантовые коммуникации являются самым развитым направлением среди всех квантовых технологий. В мире уровень их готовности максимальный — девятый. А значит технологию уже можно использовать. Российские разработчики по готовности квантовых систем связи отстали от западных коллег всего на одну ступень. Это означает, что сейчас у нас идут их испытания в условиях эксплуатации. Однако отечественные квантовые сети отстают от разработок ЕС и Китая и находятся на 6 уровне готовности, то есть сейчас разработчики испытывают прототипы.
Авторы дорожной карты «Квантовые технологии» отмечают положительную динамику в этом направлении. Полевые испытания прототипов устройств передачи данных между точками начались только в 2016 году. На тот момент российские разработчики отставали от западных коллег на 12-14 лет. За три года лабораториям в РФ удалось сократить разрыв до 3-4 лет.
По мнению Владимира Елисеева, руководителя Центра научных исследований и перспективных разработок ОАО «ИнфоТеКС», пилотные проекты телекоммуникационных сетей связи с квантовым распределением ключа в России будут запущены уже в 2020 году.
Готовность квантовых сенсоров в мире неоднородна и находится на уровнях TRL 3-9, в России они развиты слабо — находятся на 1-5 ступенях TRL.
Видимо, первой квантовой технологией, которую будут массово использовать, станут защищенные квантовые сети связи, фактически они уже готовы, осталось подождать повсеместного внедрения. А вот с универсальным квантовым компьютером и высокочувствительными сенсорами придется подождать еще несколько лет.
Автор: Павел Свиридонов
Источник: https://mcs.mail.ru/blog/perspektivy-kvantovyh-tekhnologij-zhdat-li-vtoroj-kvantovoj-revolyucii
Что еще почитать по теме:
Квантовые вычисления без квантового компьютера
Кудиты вместо кубитов: новые «кирпичики» для квантовых вычислений
Как развиваются квантовые технологии в России и за границей