“Аравот” побеседовал о современных квантовых технологиях с кандидатом технических наук, программистом, сотрудником Ереванского научно-исследовательского института математических машин им. Мергеляна, Арменом Мурадяном.
— Господин Мурадян, во первых, отметьте пожалуйста, какие исследования в области разработки квантовых технологий проводятся в Армении в последнее время?
-Прежде всего хочу отметить, что квантовые технологии являются неотъемлемой частью информационно-
коммуникационных технологий – ICT, и по этим показателям Армения занимает лидирующие позиции в регионе, причем доходы только в этой сфере составляют 7,4% общего ВВП, что соответствует 12,4 млрд. долларов. При этом сильная математическая школа Армении открыла широкие перспективы
для участия наших специалистов в области квантовых вычислений, и хотя эта область является одной из ведущих в сфере квантовых технологий, фокусирование наших средств и возможностей только в этой узкой нише представляет собой существенное упущение, требующее радикального пересмотра
и переосмысления.
Дело в том, что участие армянских специалистов в межгосударственных проектах, связанных только с квантовым программированием, явно недостаточно вплане наших потенциальных возможностей, обозначившихся тенденций и грядущих перспектив. А тенденция состоит в том, что мировой объем рынка продукции, производимой на основании квантовых технологий, неуклонно повышается и
составляет приблизительно 3 трлн долларов в год. Сфера их применения продолжает неудержимо расширяться, а подача соответствующих патентных заявок из года в год лавинообразно нарастает. Следует отметить, что это довольно серьезный индикатор, так как патентирование — трудоемкая и
затратная процедура, и компании тратят на это деньги, только если видят благоприятные коммерческие перспективы и ожидают серьезные финансовые доходы.
Читайте также
К сожалению патентные заявки Армении в области квантовых технологий также далеки от реальности, как производимые когда-то в ЕрНИИММ вычислительные машины ЕС-1045 от современных квантовых компьютеров. Квантовые технологии породили смартфоны, сверхплоские телевизоры, планшеты, цифровые камеры, светодиодные лампы, МРТ-сканеры, сканирующие туннельные микроскопы и всю современную электронику, и, как это ни странно, Армения среди этого огромного многообразия выпускаемой продукции имеет пусть небольшой, но реальный сектор – например у нас в Армении проводятся разнообразные исследования в разработке квантовой технологии роста объемных оксидных монокристаллов и тонких пленок для устройств современной квантовой электроники. Уже скоро по прогнозам специалистов элементной базой информационно-коммуникационных технологий станут кубиты, реализуемые на так называемых дефектных алмазах, тоже размещаемые на тонкопленочных подложках и функционирующие на основе квантовых явлений.
При этом накопленный опыт по обработке ювелирных изделий на алмазной основе, где Армения также
занимает лидирующие позиции, может стать тем базисом, на котором должна быть сформирована квантовая технология индуцирования точечных дефектов в кристале драгоценного камня, представляющих собой кубит. И здесь должна быть сфокусирована та область приложения наших сил, ресурсов и возможностей, которая позволит возродить в Армении производство квантовой компьютерной техники, как это было в
советский период, когда ЕрНИИММ разрабытывал и производил практически все поколения компьютеров и был неоспоримым флагманом их производства среди стран Варшавского договора.
— Особенно в каких сферах и как можно применить квантовые, информационные и коммуникационные технологи в нашей стране?
-Дальнейшее развитие квантовых технологий в долгосрочной перспективе затронет практически все сферы
жизнедеятельности человека как в быту, так и в производстве, как в нашей стране, так и зарубежом, так как на смену привычному нам оборудованию на полупроводниковой транзисторной основе придет более глубокий атомный уровень степени интеграции элементной базы. В принципе, я не стал бы разделять сферы применения квантовых, информационных и коммуникационных технологий только для нашей страны в
отдельности от мировых центров как научно-технического, так и финансового профиля, так как само понятие «коммуникация» и «информация» предполагает сетевое предоставление широких возможностей и услуг по качественному, быстрому, дешевому и достоверному доступу к различным базам данных в масштабах международного взаимодействия.
В этом смысле созданное в Армении Министерство высокотехнологичной промышленности намерено целенаправленно осваивать новые рынки и технологии, как возможности для развития межгосударственного инновационного сотрудничества. Если рассматривать фонд Enterprise Incubator Foundation, технологический бизнес-инкубатор и агентство по развитию информационных технологий, базирующиеся в Ереване, то и они принимают участие в совместной разработке передовых проектов в многонациональных технологических корпорациях и стартапах Силиконовой долины.
В этом же направлении работает Российский центр науки и культуры в Ереване совместно c Национальным центром инноваций и предпринимательства Министерства экономического развития и инвестиций Республики Армения с намерением находить новые организационные и нормативные решения, чтобы содействовать увеличению темпов развития этой высокотехнологичной отрасли Армении. Поэтому я думаю, что главной задачей на текущий момент является своевременное осуществление технологической революции в Армении, чтобы процесс освоения и развития квантовых, информационных и коммуникационных технологий в нашей стране в различных сферах быта и производства осуществлялся нашими отечественными фирмами непосредственно, либо с совместным участием профессиональных международных корпораций.
Наиболее благоприятным фактором, открывающим реальные перспективы на возможности становления в Армении самостоятельных, экономически независимых, научно-производственных и технологических центов является заявление фонда венчурного капитала в Силиконовой долине SmartGate о том, что в Армении «произошел огромный переход от аутсорсинга к созданию продукта» и « на сцену вышло поколение зрелых инженеров, которые имеют многолетний опыт работы над передовыми проектами в многонациональных технологических корпорациях и стартапах Силиконовой долины».
-В прошлом вы работали в министерстве обороны Армении. Как вы считаете, чем могут помочь квантовые технологии нашей армии?
-Существует ряд неотложных и актуальных задач оборонного значения, стоящих перед армянскими разработчиками, учеными и проектировщиками, которые невозможно решить без использования квантовой вычислительной техники. Так, например, одной из военных разработок ЕрНИИММ является сетевая система добывания и обработки разведданных, осуществляющая автоматический перехват радиобланков
потенциального противника, его систематизацию и анализ. Однако существующие методы дешифрации закодированной информации при отсутствии соответствующих криптографических ключей на классических компьютерах потребуют десятки лет их непрерывной работы для взлома данных, в то время как квантовый компьтер осуществит эту задачу в считанные секунды. Квантовые технологии позволяют не только взламывать криптографические ключи, но и обеспечивать более высокий и ранее недоступный уровень
информационной безопасности. Например, применение квантовых компьютеров позволит модифицировать систему военной связи таким образом, чтобы мгновенно обнаруживать подслушивание по уровню изменяемого шума в информационном канале.
-Известно, что в некоторых странах уже разрабатывают квантовые компьютеры. Скажите пожалуйста, чем они отличаются от обычных компьютеров и есть ли в этом деле вклад армянских специалистов?
-В настоящее время основным воплощением квантовых технологий стал квантовый компьютер, преимуществом которого является сверхвысокая скорость обработки информации, которая в 1 млрд раз может быть быстрее современных суперкомпьютеров. До 2018 года устойчивость функционирования квантового компьютера обеспечивалась использованием сверхнизких температур и вакуума. Это требовало применения уникального, дорогостоящего, специализированного оборудования, а также высокую
квалификацию научного персонала. Как следствие, квантовые системы с точки зрения их практического применения были очень затратны, нестабильны и малоэффективны. Поэтому долгое время все исследования в этом направлении осуществлялись только в технологически развитых, передовых
странах и носили в основном теоретический характер. Однако появление и развитие технологии производства кубитов на «дефектных» кристалах позволило получить необходимые квантовые эффекты при комнатной температуре. В связи со значительным удешевлением компонент квантового компьютера и большими достижениями в этой области практически все развитые государства и крупные фирмы,
специализированные на производстве вычислительной техники, начали собственные разработки квантовых
компьютеров, и уже в близжайшем будущем ожидается их промышленное производство.
Это очень перспективное направление, и так как к сожалению в настоящее время в Армении разработке и производству компонент квантового компьютера уделяется столько же времени, сколько в свое время уделялось производству планшетов или смартфонов, то становится актуальным вопрос — когда и в каком качестве возможно участие армянских проектировщиков в становлении и развитии квантовых компьютеров, и возможно ли оно в принципе? Квантовые компьютеры отличаются от современных в первую очередь самим подходом к процессу вычисления, который основан на явлении квантового параллелизма. Я постараюсь избегать научной терминологии и в более или менее доступной форме пояснить его сущность, рискуя при этом подвергнуться жесткой критике профессионалов.
Дело в том, что на субатомном уровне возможны такие явления, которые невообразимы в нашей повседневной реальности. Если вы бросите игральную кость, то она может принять одно из шести значений. Однако на квантовом уровне при соблюдении соответствующих условий она сразу может принять все шесть значений. Ричард Фейнман, выдающийся американский физик, Лауреат Нобелевской премии по физике, один из создателей квантовой электродинамики и атомной бомбы в свое время заявил: «думаю, я смело могу сказать, что квантовой механики никто не понимает». С того времени прошли десятки лет, но сказанное им до сих пор актуально. Дело в том, что весь процесс вычисления на квантовом компьютере означает мгновенное и параллельное получение всех возможных результатов. Есть такая математическая модель : если 100000 обезьян, случайно нажимая на клавиши, будут непрерывно печатать на пишущей машинке и при этом все они будут бессмертны то одна из них рано или поздно, случайно напечатает книгу Толстого «Война и мир», а момент, когда это произойдет, вполне может быть соизмерим со временем существования нашей галактики. Так вот, две дюжины кубитов вполне могут заменить 100000 обезьян, а сам окончательный результат в исполнении квантового компьютера будет получен за считанные часы. В свое время ученные не понимали многие явления электромагнетизма, но это не мешало использовать его свойства при конструировании множества устройств.
Приблизительно также обстоит дело с квантовыми технологиями. Среди армянских специалистов, профессионально занимающихся квантовыми технологиями, я бы отметил в первую очередь IT предпринимателя Вазгена Акопджаняна, соучредителя SmartGateVC, который предложил идею
объединения ученых в области физики и информатики для создания Ереванской квантовой вычислительной группы. Такая команда была создана, если я не ошибаюсь, в 2015 году и собиралась 3 раза в неделю, чтобы посмотреть лекции онлайн-курсов MIT. Всего через 4 месяца после учреждения, армянская команда приняла участие в первом форуме по квантовым вычислениям, организованном Rigetti Computing в Беркли,
Калифорния. Члены команды реализовали работу и проверили квантовое превосходство на реальном квантовом компьютере.
Беседовала Луиза Сукиасян
