Почему во всем мире бьются над созданием мощного квантового компьютера, стараются опередить друг друга? И зачем нам, обычным школьникам, знать про квантовые технологии? Об этом «Детская редакция» спросила Дмитрия Чермошенцева, руководителя научной группы СП Квант, старшего научного сотрудника Российского квантового центра. Он также рассказал, что в нашей стране уже есть квантовые компьютеры на четырех основных платформах.
Смотри видео и узнаешь:
— Просто о сложном. Что такое квантовые технологии?
— Почему не стоит делиться с нейросетью новой идеей или открытием?
— Какие нескучные проекты знакомят подростков с основами квантовой физики?
В чем суть квантовой технологии?
Все технологии, которыми мы пользуемся в нашей жизни, являются квантовыми: компьютеры, мобильные телефоны, медицинские приборы и т.д. Они работают на законах квантовой механики, которые открыли в ХХ веке.
Например, лазерная указка, из нее вылетает огромное количество частиц света, которые называются фотонами, нам не важно, что происходит с каждым из них по отдельности, нам важно, что происходит, когда они вместе. Вот на основе коллективных квантовых явлений основаны все современные технологии.
Но сейчас ученые в лабораториях научились создавать большое количество разных частиц и теперь могут заставить каждую отдельную частицу вести себя контролируемым образом. То есть от коллективных квантовых явлений мы перешли к индивидуальным квантовым эффектам, когда каждая частица становится важной. И это очень круто, потому что позволяет создавать совершенно удивительные технологии, технологии Второй квантовой революции.
Есть три больших области: квантовые компьютеры, квантовые вычисления и квантовые сенсоры. Это позволяет измерять очень слабые сигналы, например, сигналы, которые генерирует наш мозг, чтобы попробовать ответить на вопрос, как наш мозг работает. И квантовая коммуникация – это специальные системы защиты данных. Одними мы уже научились пользоваться и активно в нашей жизни применяем, а вторые только-только появляются.
Россия сегодня является одним из лидеров в области квантовых вычислений. А что это дает нашей стране и каждому из нас?
Действительно, сейчас в мире идет период, который называется квантовой гонкой. Огромное количество государств пытаются создать мощный квантовый компьютер. Зачем? Квантовый компьютер – это система, которая умеет решать определенные виды задач, с которыми не могут справиться классические компьютеры. А таких задач в нашей жизни очень много, и они крайне важны. Например, для решение проблемы пробок на дорогах. Сейчас мы не можем в режиме реального времени правильным образом направлять по разным дорогам автомобили, так, чтобы они меньше были в заторах. Машин очень много, и вариантов, как поехать, тоже множество. Обычный компьютер не может за короткий срок перебрать такое количество вариантов ответа. А квантовый компьютер сможет. Также он сможет решать задачи, связанные с поиском новых лекарств.
Развитие квантовых сигналов и квантовых вычислений – штука очень важная и, конечно, всем странам нужна. Наша страна в 2024 году создала квантовый компьютер на 50 кубитов, он не самый лучший в мире, но находится в ТОПе.
Как вы используете нейросети? Доверяете ли этому инструменту?
Нейронные сети активно развиваются и, конечно, постепенно помогают научному сообществу решать чуть более эффективно некоторые задачи. Например, проверить грамматику в научной статье. Другое дело, что все ИИ доверять не стоит, расскажешь ему о каком-нибудь новом открытии, а потом человек на другом конце света использует эти знания.
Сейчас становится все сложнее делать нейронную сеть умнее, нужно обрабатывать очень большое количество данных, классические компьютеры делать это быстро не могут. Квантовые компьютеры здесь тоже могут помочь. И, возможно, нейросеть в какой-то момент станет умнее и быстрее.
Можем ли мы, школьники, начать свой путь в квантовых технологиях уже сейчас?
Сейчас есть большое количество научно-популярного контента на разных видеосервисах. Я бы советовал смотреть лекции от известных ученых, популяризаторов науки. Книг тоже довольно много. Алексей Семихатов, очень известный популяризатор науки, написал книгу о квантах «Сто лет недосказанности: Квантовая механика для всех в 25 эссе», рекомендую почитать.
Надо отметить и такой проект, как Урок цифры, там есть трек квантовой технологии, мы участвуем в разработке этого урока, чтобы рассказывать о каких-то базовых вещах, квантах. Многие слышали и про проект Ледокол знаний, каждый год туда отправляется хотя бы один эксперт, который рассказывает про квантовые технологии. Проект Научная вселенная, в нем тоже есть раздел по квантовым технологиям. Мы стараемся ездить по разным городам, чтобы делиться этими знаниями.
Что прорывное за последнее время в области квантовых технологий вы бы отметили?
Мы завершили первую дорожную карту по квантовым вычислениям. Это суперважный проект. Первые пять лет строились квантовые компьютеры. И в результате у России есть квантовые компьютеры на всех четырех основных платформах. Добавлю, что до начала реализации дорожной карты в России был только один квантовый компьютер всего на два кубита.