Руслан Юнусов: квантовые компьютеры изменят жизнь навсегда

Появление квантовых компьютеров сильно и бесповоротно преобразит жизнь человечества, например, изменятся некоторые профессии, и люди уже сейчас должны это понимать. На практике квантовые вычисления помогут не только создавать новые материалы и решать вопросы логистики – появятся задачи, которые сейчас вряд ли можно представить. Об этом в интервью РИА Новости на полях Петербургского международного экономического форума-2024 рассказал сооснователь Российского квантового центра (РКЦ), советник генерального директора госкорпорации "Росатом" Руслан Юнусов. Беседовал Владимир Сычев.

– В нынешнем году на уровне руководства "Росатома" было анонсировано создание 50-кубитного квантового компьютера. Как идет сейчас эта работа?

– Мы показали 20-25 кубитов на разных платформах в конце прошлого года. В этом году мы должны показать 50. Мы понимаем, как к этому идти. Мы ждем, что у нас во второй половине года, осенью, это должно получиться.

– В свое время озвучены планы "Росатома" о квантовом компьютере на 100 кубитов.

– Да, конечно. Но мы сейчас готовим карту до 2030-го года, и там будут планы по квантовому компьютеру больше, чем 100 кубитов.

– Квантовый компьютер называется одним из ключевых технологических направлений будущего. Но неоднократно говорилось, и вами в том числе, что мало создать прорывную разработку – надо суметь вывести на рынок, создать условия для этого. На ваш взгляд, смогут ли квантовые компьютеры занять свою большую нишу рынка? Либо это все-таки будет техника для достаточно узкого круга потребителей?

– Такая задача стоит абсолютно точно. И когда мы создаем даже такую совершенно новую технологию, как квантовые вычисления, работу по внедрению продукта этого на рынок надо начинать до того, как он появился. То есть, условно, ты берешь прототип и начинаешь работать с ним над реальными промышленными задачами. Да, в меньшем объеме, да, пока нет превосходства над классическими компьютерами. Но есть настоящие задачи, и ты начинаешь работу. В этом смысле работа заключается не только в том, чтобы запустить "железо", а в том, чтобы разработать специальные алгоритмы или кастомизировать существующие алгоритмы, переложить задачу с языка, скажем, стандартного программирования на язык квантового программирования. Это большая, длительная работа, но ее надо вести для того, чтобы к моменту, когда квантовый компьютер станет достаточно большим и мощным, у него уже были бы потребители. То есть надо создавать рынок, создавать потребность на рынке до того, как появится серийный квантовый компьютер. Эту работу мы постепенно ведем.

– Ярким эпизодом прошлогоднего Форума будущих технологий была презентация возможностей квантовых вычислений – расчет молекулы гидрида лития был показан нашему президенту. Если брать конкретные практические задачи, которые возникают у тех или иных потребителей, то можем ли мы говорить о том, что есть какие-то примеры того, что в таких разработках не просто есть интерес, но он уже в чем-то удовлетворен?

– Пока мы не достигнем квантового превосходства применительно к решению конкретных полезных задач, до этих пор никакой интерес не может быть удовлетворен. По своей сути, что значит "квантовое превосходство"? Это ситуация, когда есть задача, которую классический компьютер не может решить за разумное время, а вот квантовый – может. Такую задачу пару лет назад показал Google, но это была специально выбранная бессмысленная задача. Сама по себе она не была никому нужна, но зато с ее решением квантовый компьютер справился лучше. То есть был показан сам принцип. А вот дальше, для того, чтобы квантовый компьютер стал действительно полезным, нужно реализовать квантовое превосходство на реально нужных задачах. Но это пока в мире не сделано. Поэтому мы и берем сейчас задачи малой размерности, тренируемся на них, отрабатываем софты, алгоритмы. В целом, повторю, пока еще уровень квантового компьютера на полезных задачах не превзошел уровень классического компьютера.

– А просматривается ли уже, пусть даже и узкий, но круг потенциальных потребителей?

– Да, определенные типы задач уже есть. Задачи квантовой химии, задачи расчета молекул, как ожидается, будут одними из первых – это задачи применительно к потребностям в медицине, к промышленности. Мы с вами обсуждали расчет молекулы гидрида лития. Это одна из самых простых молекул – но различные литиевые соединения нужны для создания аккумуляторов. Вот это очень интересная вещь, потому что проблема создания оптимальных аккумуляторов – одна из важнейших задач для промышленности.

Еще один класс задач – поиск различных соединений, которые позволяют создавать материалы с заданными свойствами. Прочные, но притом легкие и так далее.

Следующий круг задач – это задачи комбинаторной оптимизации. Например, это различные задачи логистики. Но логистика – вещь широкая: речь не только, например, об оптимизации автомобильного движения. Например, перекачка нефти по трубопроводам – это тоже задача логистики. И таких задач большое множество, а, следовательно, очень много потенциальных потребителей. В бизнесе составление финансовых портфелей – тоже задача комбинаторной оптимизации, в которой надо учитывать большое количество факторов, да еще и при том, что очень быстро нарастает сложность подбора.

Но и это еще не все. Многие ученые указывают на то, что с появлением мощных квантовых вычислителей появятся задачи, которые мы сейчас даже не представляем. Обычно так и происходит – глобальные технологические перевороты приводят к глобальным изменениям в жизни общества, в культуре, и так далее. Когда мы от проводных телефонов перешли к мобильным и добавили туда интернет – возник громадный эффект соцсетей. Но никто не мог предсказать, что погружение в них будет таким глубоким. Но что кардинально изменилось с точки зрения технологий? Просто стало передаваться значительно больше информации в единицу времени. И произошли вот такие принципиальные изменения.

– Параллельно с развитием технологий и обсуждением перспектив их применения всегда, как правило, возникает вопрос отношения общества к новым продуктам. Надо ли общество готовить к появлению квантовых вычислителей, давать людям понимание того, что наряду с преимуществами могут возникать и риски?

– Мы не знаем, что изменится в нашей жизни с появлением квантовых компьютеров. Надо говорить людям, что произойдут сильные изменения. Мы пока не знаем, какие, но мы знаем, что жизнь не останется прежней. Это сейчас видно на системах искусственного интеллекта, которые быстро прогрессируют. Понятно, что сильно изменятся какие-то профессии, но мы полностью не знаем, какие.

Кстати, об искусственном интеллекте. Ограничением его развития может оказаться не то, что мы не изобретем те чипы, которые могут быстрее работать, а то, что мы не сможем обеспечить их энергией.

Сейчас суперкомпьютеры устроены так: у вас есть десятки тысяч, сотни тысяч отдельных процессоров, ты их объединяешь во что-то большое, и оно работает сильно быстрее. Дата-центры – это же, по сути, один такой большой компьютер. И сделать еще в тысячу, в миллион раз больше чипов – да, будет возможно, а вот запитать их энергией – нет.

Сейчас порядка одного процента всей энергии, вырабатываемой человечеством, идет на обеспечение вычислений. Эффективность вычислений очень медленно растет в последние годы. Закон Мура "сломался". И вот мы хотим в тысячу раз быстрее считать, а у нас уже энергопотребление в 1%.

Допустим, мы в 10 раз увеличили количество процессоров и в 50 раз их быстродействие при той же мощности, вышли на уровень потребления 10% всей мировой энергии, стали считать в 500 раз быстрее, но это же совсем чуть-чуть и не позволит решить задачи, на которые нужны миллионы лет расчетов. И потому надо искать новые подходы, использовать не классические процессоры, а какие-то другие. Может быть, это будут квантовые, может быть, фотонные или нейроморфные. То есть сейчас даже дело не в скорости, а в эффективности. И вот с этой точки зрения квантовые вычислители, кстати, очень эффективно работают, в пересчете потребления энергии на одну операцию. Так что, повторю, жизнь изменится. Как – мы не знаем, но пути к пониманию этого сейчас надо искать.