Конференция "Сверхпроводниковые квантовые технологии" состоялась в Москве. Один из ее организаторов, профессор Технологического университета Карлсруэ, заведующий лабораторией "Сверхпроводящие метаматериалы" НИТУ "МИСиС" и руководитель научной группы в Российском квантовом центре Алексей Устинов рассказал о том, как развивается данная тематика в России.  

‒ Алексей Валентинович, по вашим оценкам, Россия лидирует или отстает в области сверхпроводящих квантовых технологий?

‒ Россия традиционно занимает очень важное место в этой области. Достаточно вспомнить научную группу Константина Лихарева, в которой еще в 80-е годы практически с нуля создавалась существующая классическая архитектура сверхпроводящих схем. Эта область довольно успешно развивалась, тем не менее, так и не заняв значимое место на рынке цифровых технологий.

Это объясняется тем, что в мире давно и успешно развиваются полупроводниковые технологии, которые не требуют охлаждения до низких температур, хотя сверхпроводники могут иметь тактовые частоты в сотни раз выше, чем полупроводники.

Примерно 15 лет назад в нашей области начался ренессанс, который выражался в том, что появились новые идеи, связанные с превращением технологий в квантовые технологии, использованием законов квантовой механики для выполнения логических операций и создания полезных приложений.

Так, в России начала активно развиваться технология сверхпроводящих квантовых цепей, были созданы первые научные группы, оснащенные техникой получения сверхнизких температур и создающие измерительные системы для манипуляции такими схемами.

‒ Какие научные достижения и перспективы в этой сфере вы особо выделяете на сегодняшний день?

‒ У нас есть 4 квантовые лаборатории, которые работают на мировом уровне - лаборатория искусственных квантовых систем под руководством Олега Астафьева (МФТИ), моя лаборатория сверхпроводящих метаматериалов (НИТУ "МИСиС"), а также лаборатории в Российском квантовом центре и в Новосибирском государственном техническом университете. В настоящее время наша дружная команда под руководством Валерия Рязанова совместно трудится над российским проектом, который поддерживают Росатом и Фонд перспективных исследований.

В рамках этого проекта мы за прошедшие два года совершили заметный шаг, фактически выйдя на мировой уровень. Хотя, конечно, нам еще очень многое предстоит сделать, чтобы соревноваться с такими мировыми гигантами в этой области, как IBM, Intel, Google и другими.

‒ Сегодня уже можно говорить о том, что мы стоим "на пороге" создания полноценного квантового компьютера?

‒ Ответ на ваш вопрос зависит от того, с кем вы говорите. Есть серьезные заявления о том, что такой квантовый компьютер уже создан. Отчасти это правда. На нашей конференции выступал представитель канадской компании D-Wave Павел Бунык, который рассказал, что компания уже несколько лет продает эти компьютеры.

Однако в научном сообществе подобные заявления часто воспринимаются с неким скептицизмом. Что делает компьютер по-настоящему квантовым? Окончательного ответа нет. Необходимо провести некоторые тесты, а они разными экспертами представляются по-разному. С точки зрения разработчиков D-Wave, их компьютеры не глобально квантовые, а локально квантовые. То есть локальные узлы работают по законам квантовой механики. А вот дает ли это квантовый выигрыш? Большой вопрос, на который пока нет убедительного ответа.

Да, первые компьютеры, которые называются квантовыми, уже созданы. Однако получить признание, сделать следующий шаг, выйти на полезное применение ‒ пока они этого не сделали. Но я убежден, что это произойдет в ближайшие годы.

‒ Как продвигаются ваши исследования по квантовым кубитам (главная вычислительная ячейка квантового компьютера)? Напомним, что вы совместно с коллегами создали принципиально новый кубит, основанный не на джозефсоновском переходе, представляющем собой разрыв в сверхпроводнике, а на сплошной сверхпроводящей нанопроволоке.

‒ Довольно успешно. В этом году мы опубликовали статью в журнале Nature Communications, в которой исследовали схемы из 15 кубитов. Они проявили интересные коллективные свойство.

В данном случае мы исследовали не устройство, которое является цифровым, работающим на дискетных элементах, а использовали коллективную физику многокомпонентных квантовых систем. В этой тематике мы стали пионерами, и у нас есть идеи, куда двигаться дальше.

‒ Куда же?

‒ В сторону квантовых вычислительных устройств специального назначения. Совершенно неочевидно, что первые полезные применения квантовых устройств и процессоров будут связаны именно с универсальными процессорами, на которых можно будет выполнять все задачи. Скорее всего, это будут процессоры специального назначения, так называемые квантовые симуляторы или моделирующие устройства.

Они работают по принципам квантовой механики, как бы повторяя или пытаясь промоделировать на себе свойства более сложных микроскопических систем, которые трудно посчитать на обычных компьютерах. При этом они представляют собой аналоги или "квантовые кубики", из которых можно что-то интересное собрать. Скажем так: если я хочу построить здание, то сначала строю макет, и для этого мне нужно сложить что-то воедино. Фактически эти симуляторы представляют собой такие макетные устройства для моделирования чего-то более сложного.

‒ Насколько вы приблизились к созданию подобных вычислительных устройств?

‒ Мы уже делаем такие устройства для специальных задач и специальных объектов, которые хотим исследовать с точки зрения физики. Это может существенно продвинуть науку о материалах и квантовую химию. До по-настоящему полезных предложений нам еще нужно пройти довольно большой путь.

‒ Кто и как финансово подпитывает данную тематику в России?

‒ Есть серьезная финансовая поддержка со стороны Фонда перспективных исследований и Минобрнауки, которое финансировало приобретение дорогостоящего оборудования для наших университетов. Однако, если сравнивать с объемом финансирования, которое получают наши западные коллеги, в первую очередь от частных инвесторов, то разница будет колоссальная.

На мой взгляд, в России за короткий срок была создана серьезная база для того, чтобы совершить прорыв и вывести нашу страну на устойчивую позицию на передовой линии в области квантовых технологий: мы одновременно начали работать в нескольких лабораториях, создана научная среда, мы боремся за лидерство с зарубежными коллегами, предлагаем новые вещи. Важно, чтобы эта деятельность получила в России дальнейшее развитие.

Пока во всем мире наблюдается "квантовый хайп", а, скорее всего, он не продлится вечно, важно, чтобы мы смогли использовать этот момент для создания более долгосрочных российских проектов, экспертизы и ноу-хау.

Похожие новости

  • 20/10/2016

    Как высокотехнологичный холдинг пополняется новыми кадрами?

    Корреспондент STRF.ru побеседовал с Андреем Безруковым, директором по стратегическому маркетингу GS Group.  - В этом году GS Group впервые представил конкурс в рамках Всероссийского инженерного конкурса (ВИК).
    574
  • 03/05/2017

    Алексей Кононов: наша задача - создать информационную среду для разработчиков, производителей и заказчиков робототехники

    ​Национальный центр развития технологий и базовых элементов робототехники был создан в 2015 г. в соответствии с указом президента Российской Федерации в целях развития научно-производственного потенциала оборонно-промышленного комплекса, разработки и производства робототехнических систем военного, специального и двойного назначения.
    732
  • 13/04/2018

    Михаил Лаврентьев: «Мы подходим к борьбе с терроризмом из космоса»

    ​Новосибирский ученый дал интервью ко Дню космонавтики.О том, как в Новосибирск приезжал космонавт Алексей Леонов, зачем тренировать «космических фотографов» и как «продавать» космос, рассказал заведующий лабораторией ИАиЭ СО РАН профессор Михаил Лаврентьев, отвечая на вопросы в пресс-центре ТАСС.
    294
  • 08/06/2018

    Интервью директора ГПНТБ Россия Якова Шрайберга проекту 4science

    Как получить бесплатный удаленный доступ к разным изданиям, соблюдая авторское право, объясняет в интервью проекту 4science Яков Леонидович Шрайберг, генеральный директор Государственной публичной научно-технической библиотеки России.
    135
  • 27/11/2017

    Игорь Соколов: информатика для нас не проблема

    Этим летом исполнилось 34 года одному из российских флагманов в области информатики и вычислительной техники — Институту проблем информатики Российской академии наук. Больше 18 лет им руководит академик Игорь Анатольевич Соколов.
    572
  • 09/12/2016

    Глава Роспатента Григорий Ивлиев: «Мы недореализуем свои возможности»

    О том, что мешает российским ученым защищать свои интеллектуальные права, что делается, чтобы наладить взаимодействие науки и бизнеса, о человеке-творце и искусственном интеллекте Indicator.Ru побеседовал с руководителем Федеральной службы по интеллектуальной собственности Григорием Ивлиевым.
    519
  • 29/11/2016

    Эрик Галимов: нужно налаживать производство на Луне

    ​​Глава Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН Эрик Галимов — о смысле освоения Луны и пилотируемых полетах на Марс.  Институт геохимии и аналитической химии им. В.
    1086
  • 13/04/2018

    Анатолий Шалагин: 3D-принтер по металлу и керамике из Сибири способен открыть новые горизонты для многих отраслей

    Отечественных и зарубежных аналогов нет – так можно сказать о большинстве прикладных разработок учёных Института автоматики и электрометрии СО РАН. Гостем этого выпуска программы «Грани сибирской науки» стал Анатолий Шалагин, академик Российской академии наук, профессор, научный руководитель Института автоматики и электрометрии СО РАН.
    252
  • 13/07/2015

    Академик Василий Фомин о задачах, которые стоят перед авиаконструкторами

    Летательные аппаратыМы живем в стране с огромными пространствами и несколькими часовыми поясами. Когда на Дальнем Востоке начинается утро, в Москве еще глубокая ночь. Для освоения этой территории нужны хорошие современные летательные аппараты с разными скоростями полета, в том числе дозвуковыми – для регионов, в которые можно добраться только по воздуху.
    570
  • 10/04/2018

    В России может быть построена единая сеть сверхскоростного Интернета

    Минкомсвязь подготовит аукционы для операторов связи радиочастот 5G. Получив частоты, операторы начнут строить сети для сверхбыстрого Интернета по всей России, а не только в пилотных зонах. Такое поручение ведомство получило от правительства, сообщил на коллегии минкомсвязи вице-премьер Аркадий Дворкович.
    209