Руслан Юнусов: квантовый компьютер раздвинет горизонты познания мира

Одним из важных "неядерных" направлений российской атомной отрасли в последние годы стало создание отечественного квантового компьютера - устройства, которое за счет квантовых эффектов способно решать задачи, недоступные самым мощным нынешним суперкомпьютерам. Почему у его разработчиков уже есть повод для гордости, как заинтересовать бизнес этой новой техникой и будет ли квантовый компьютер "всемогущим" или же и у него окажутся пределы возможного, в интервью РИА Новости на полях прошедшего Петербургского международного экономического форума рассказал руководитель проектного офиса по квантовым технологиям госкорпорации "Росатом" Руслан Юнусов. Беседовал Владимир Сычев.

— Руслан Рауфович, месяц назад генеральный директор "Росатома" Алексей Лихачев на рабочей встрече с президентом Владимиром Путиным, рассказывая о новых результатах нашей атомной отрасли, отдельно выделил существенное продвижение проекта по созданию квантового компьютера в России. В чем заключается этот успех?

— Действительно, можно отметить ускорение этого проекта. Но работа началась не вчера — фактически, первая дорожная карта по квантовым технологиям была защищена три года назад в рамках национальной программы "Цифровая экономика". Этот инструмент получил свое развитие и воплотился в комплексной программе, которую мы называем дорожной картой по квантовым вычислениям. Ответственным за ее реализацию был назначен "Росатом". Эту дорожную карту утвердили два года назад, финансирование началось примерно полтора года назад.

Проект объединил в себе десять отдельных направлений по разработке квантового компьютера: от "железа" до программного обеспечения и алгоритмов. И мы сейчас видим первые результаты.

Один из них — создание "с нуля" прототипа ионного квантового компьютера на 4 кубитах. Кубит — квантовый бит, наименьшая единица информации в квантовых компьютерах. Несмотря на то, что по количеству кубит мы пока существенно отстаем и от Запада, и от китайских коллег, нам удалось продемонстрировать несколько новых подходов.

Так, наши ученые создали прототип, используя не просто кубиты, а многоуровневые, более сложные системы — кудиты. В мире помимо нас в этом направлении работают всего три страны. Результаты особенно интересны тем, что еще несколько лет назад платформа на ионах не считалась приоритетным направлением развития.

— Есть такое выражение "обгонять, не догоняя". То есть речь о применении новых подходов для получения результатов, которыми можно гордиться.

— Гордиться точно можно. Мы не обогнали коллег по количественным характеристикам, но нашли оригинальное решение, которое позволило продемонстрировать мировому научному сообществу наши компетенции. Если просто повторять сделанное кем-то, то выйти в лидеры не удастся, потому что конкуренты опять уйдут вперед за счет чего-то нового. Впрочем, что-то повторять тоже бывает необходимо, развитие — постоянный процесс поиска чего-то нового с некоторой оглядкой на достижения во внешней среде.

— Что сейчас вы считаете самым важным для дальнейшего успешного выполнения проекта по квантовому компьютеру? Деньги, оборудование, кадры, или все это вместе?

— Как ни странно, деньги сегодня не являются определяющим фактором. Мы получили финансирование, оно есть. Но возникла ожидаемая проблема с прекращением поставок нужного оборудования из-за рубежа. И надо искать решение. Потому что сложно создавать новые технологии, не используя передовые установки.

— А как с кадрами? Запад сейчас собирается активно переманивать к себе наших талантливых молодых ребят из высокотехнологичных областей, в том числе вашей.

— Такие риски мы тоже видим. И удержать сильных специалистов — важная задача, которую надо решать. Причем речь не только о финансовой поддержке наших молодых коллег. Ведь еще есть вопрос самореализации, которая для талантливого ученого — один из основополагающих факторов. Ребята должны понимать, что такие научные проекты как создание квантового компьютера в России не отменят. Ведь настолько масштабные разработки создать за год нельзя, им необходимо посвятить несколько лет. И люди должны быть уверены, что их дело будет продолжаться.

Последние месяцы показали, что со стороны государства, правительства, интерес к квантовому компьютеру подтвержден. Было подчеркнуто, что направление будут поддерживать и развивать. Это очень важно, поскольку такие вещи надо артикулировать, надо показывать молодым веру в проект и в них самих, в то, что государство видит их труд в научных институтах и лабораториях.

— Само понятие квантового компьютера означает возможность решения задач громадной сложности, которые не под силу нынешним машинам. И у простого человека, не обходящегося без современной электроники, вполне может возникнуть понятный потребительский вопрос - где такое устройство купить.

— В ближайшее время покупать такое устройство рядовому пользователю едва ли придется. Квантовый компьютер не заменит ноутбуки и другие классические вычислительные устройства — он позволяет в сотни тысяч раз ускорить решение задач, но лишь определенного класса.

Сегодня мощность квантового компьютера еще невысока, но принципиально важно, что экспериментально доказана возможность и ценность его работы. И потому сейчас перед нами стоит не столько научная, сколько инженерная задача — масштабировать его таким образом, чтобы он мог начать приносить пользу экономике.

Важно упомянуть, что и компании в большинстве своем будут покупать не квантовые компьютеры, а вычислительное время. Для этого уже существуют специальные облачные платформы, позволяющие работать на квантовых вычислительных устройствах удаленно.

— Но бизнесу сначала надо с помощью конкретных примеров показать, что квантовый компьютер работает. Вы уже готовы предлагать такие вещи, и если да, то из каких областей - например, фармакологии или логистики?

— Да, сейчас мы ведем пилотные проекты с разными компаниями и показываем, как квантовый компьютер мог бы им пригодиться. Мы берем реальные задачи, пусть пока и в упрощенном виде, и учимся перекладывать их на язык, понятный квантовому компьютеру. Впрочем, пока не на полностью "квантовый" язык, а на гибридный — одну часть задачи решает классическое "ядро", другую — квантовое. Это позволяет нам приближаться к решению таких задач, которые раньше не могли быть реализованы. И по мере того, как квантовый компьютер будет становиться мощнее, бизнес будет все лучше понимать, что с ним делать.

Задачи могут быть самыми разными. Скажем, для финансовой сферы — оптимизация или формирование инвестиционного портфеля, предсказание возможных финансовых кризисов, кредитный скоринг, оценка стоимости деривативов.

Вы назвали фармакологию — да, квантовый компьютер будет незаменим в разработке новых молекул как основы перспективных лекарств с заданными свойствами, учитывающими даже генетические особенности пациентов. Крайне сложная задача, которая "в лоб" не решается.

Если говорить о молекулах, это ведь не только медицина и фармацевтика, но в самом широком смысле — химия. Например, поиск новых, максимально эффективных катализаторов. И здесь мы видим поле деятельности для квантового компьютера. Разработка материалов с новыми свойствами: сверхлегких, сверхтвердых или, скажем, магнитов без использования редкоземельных металлов.

Про логистику вы тоже правильно сказали. Логистика, вообще говоря, есть везде. От прокладки нефтепроводов до "разруливания" автомобильных пробок в час пик в крупном городе. Подобные задачи можно оптимизировать.

Но это задачи, которые нам с вами представляются на первом, ближнем горизонте применения. А дальше мы не знаем, зачем может понадобиться квантовый компьютер — как когда-то было и с классическими ПК. Ведь ученые были уверены, что на всю планету и решение всех возможных задач хватит не более тысячи устройств. А прошло время и появились видеоигры, майнинг криптовалют. Люди раньше о таком даже не думали.

— Но может ли оказаться так, что даже квантовый компьютер окажется неспособен решить хотя бы что-то?

— Хороший вопрос. Речь о том, где проходит предел познаваемости мира. Есть ли в принципе непознаваемое или нет? Ответ я не знаю, но, по крайней мере, с помощью квантового компьютера мы раздвинем наши пределы познания мира.

— Но если бы квантовый компьютер мог бы решать все подряд, это было бы скучно. Поставил задачу, не успел, образно говоря, зевнуть — а она уже решена.

— Вот здесь мы должны вспомнить, почему квантовый компьютер считается прорывным для сверхсложных вычислений. Потому что он базируется на принципах, на которых устроена природа в самой своей глубине. Мы, строго говоря, все - квантовые существа.

— Да, но методы квантовой физики пока никто не применял для описания отдельного человека из-за немыслимой сложности его устройства с точки зрения атомов.

— Верно. Потому что вы не сможете с помощью упрощенного вычислителя решить сложные вещи. Наверное, можно это сделать с помощью сложного вычислителя, работающего по тем же принципам, по которым в основе своей устроен изучаемый объект.

Но надо учесть, что никакой компьютер сам по себе ничего не вычисляет. Нужно создать программное обеспечение, алгоритм — то, что делает человек. Возможно, когда-нибудь поможет искусственный суперинтеллект, и тогда можно будет решить почти все.

Но ответим ли мы на вопрос, почему наша природа устроена именно так, а не иначе? Неизвестно. Это покажет только будущее.