18 июля 2019, четверг, 16:31
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

11 октября 2011, 08:43

Квантовые технологии

Прыжок в будущее

Реальна ли идея квантового компьютера? Каким видится идея Российского квантового центра его создателям? Серия интервью с физиками Олегом Астафьевым, Алексеем КитаевымЕвгением Ползиком и Алексеем Устиновым состоялась во время первой Международной конференции по квантовым технологиям, проходившей 13-17 июля 2011 года в Москве. Недавно стало известно, что Алексей Устинов стал одним из победителей второго конкурса мегагрантов и будет создавать лабораторию в национальном исследовательском университете МИСиС, а Олег Астафьев провел серию экспериментов, которая, возможно, сделает его знаменитым (но об этом читайте в одном из следующих номеров Nature). Беседовала Наталия Демина.

* * *

"Глаза боятся, а руки делают" 

Алексей Устинов – выпускник Физтеха, доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой экспериментальной физики, директор Физического института Технологического Университета Карлсруэ (Германия). 

Насколько реальна идея квантового компьютера? На Ваш взгляд, стоит ли нам его ждать в ближайшие 20 лет? 

Я думаю, что применение квантовых технологий для пользы человечества очень реально и это будет заметно довольно скоро и уже происходит. Не нужно сводить все квантовые технологии, о которых мы говорили на этой конференции, к квантовым компьютерам, потому что это только одно из возможных приложений. Оно, конечно, трудно реализуемо, но шаги для его реализации и прототипы уже продемонстрированы. Как говорится, глаза боятся, а руки делают. И прогресс за последнее десятилетие достигнут колоссальный. 

В области квантовых устройств на базе сверхпроводников, в которой я работаю, 4-5 лет назад трудно было себе представить, что сегодня будут успешно работать уже схемы из трех кубитов с ошибками не более нескольких процентов. Это потрясающе. Времена „жизни“ сверхпроводниковых  кубитов увеличились в тысячи раз за последние десять лет. Прогресс колоссальный. И конечно то, что уже пойдет в приложения: это квантовые коммуникации, квантовая криптография, квантовая телепортация, т.е. передача фотонов на расстояние с сохранением их квантовых состояний. Это уже те технологии, которые пошли в жизнь. 

На конференции обсуждалось много красивых и перспективных направлений, связанных с точными приборами, датчиками, для создания которых используются квантовые технологии. Это то, что имеет довольно большой спектр применений. Человечеству нужны будут не только квантовые компьютеры, на которых можно что-то рассчитывать, ведь по дороге к воплощению этой идеи уже обнаружено много того, что уже работает и будет полезно в ближайшем будущем. 

На мой взгляд, идея Российского квантового центра – это замечательный шанс создать что-то высокого уровня в России. Основное требование в том, чтобы работа этого центра оценивалась по гамбургскому счету, на международной панели. Его международный научный совет будет состоять из выдающихся людей, включая Нобелевских лауреатов.

Деньги будут российские, а экспертиза международная? 

Идея состоит в том, чтобы создать научный центр, который будет полностью открыт в международном плане, что будет привлекать сюда самых лучших ученых со всего мира для проведения исследований. Мы планируем создать его на основе наукограда Сколково, поскольку Сколково позиционирует себя как инновационный центр. 

Однако с самого начала мы говорим, что не собираемся обещать сразу завтра какие-то приложения. Мы хотим в первую очередь делать передовую фундаментальную науку, из которой в дальней перспективе может произойти какой-то выход в практику в виде spin-off, которые будут отпочковываться и заниматься более прикладными квантовыми технологиями.

Но для начала необходимо создать критическую массу из нескольких научных групп, которые будут работать по темам, отраженным в тематике нашей конференции. Первоочередная задача - сделать Российский квантовый центр привлекательным для ученых, а со временем и авторитетным в международном масштабе. Мы хотели бы создать новый научный центр, который будет иметь в будущем репутацию, сравнимую с институтами Макса Планка или аналогичными квантовыми центрами других стран. 

 

Справа налево: один из организаторов конференции Алексей Устинов (Университет Карлсруэ, Германия) с коллегами: Сергеем Шитовым (Институт радиотехники и электроники РАН)(в центре) и Андреем Панкратовым (Институт физики микроструктур РАН, Н.Новгород)(слева)

Такие квантовые центры уже созданы в нескольких странах мира и имеют свои особенности. В Сингапуре есть центр, занимающийся теорией. Есть квантовый институт между Гарвардом и MIT в США, имеется аналогичный институт в Канаде. Еще одна сильнейшая точка конденсации – это Инсбрук (Австрия), квантовый центр, где были сделаны фундаментальные квантовые эксперименты. На самом деле, это очень важная тема для современной науки, и у России есть шанс подготовить в этой области прорыв, опираясь на квантовые технологии. 

Мне кажется, что у нас в стране можно будет сделать что-то более интересное с точки зрения экспериментальной части. Об этом я сужу хотя бы на основе того, что огромная часть квантовой науки создавалась при активном участии российских ученых. Многие основоположники квантовой науки и лазерной оптики работали и сейчас работают в России. И в том, что касается твердотельных систем, которыми я занимаюсь, в России делается очень много. 

Вы подали заявку на участие во 2-ом конкурсе мегагрантов. Что Вы ждете от этого конкурса? 

Я надеюсь, есть шанс, что мой проект окажется в числе победителей. Это существенно улучшенный вариант проекта, который я уже подавал в 2010 году. Мне кажется, что первый конкурс прошел очень успешно. Среди людей, которые стали победителями и которых я знаю в области физики, есть Владимир Евгеньевич Захаров и Юра Кившарь, это люди очень достойные. У меня нет ни малейших сомнений, что было абсолютно объективное международное рецензирование. Я считаю, что это очень хорошее дело, проведенное по международным правилам, и хотелось бы, чтобы это продолжалось дальше. Хотелось бы что-то в России возродить и заново взрастить. 

Меня радует то, что если вы победите, то сможете больше бывать в России. 

Я в этом очень заинтересован и хотел бы сделать что-то полезное для страны, которая дала мне образование, которую я люблю и в которой хочу находиться чаще. 

Наша задача состоит в том, чтобы заниматься в т.ч. и фундаментальными вещами, потому что не вложившись в науку и образование, нельзя построить ни инновационный город, ни что-то по-настоящемустоящее и конкурентоспособное. 

 

* * * 

"Квантовые компьютеры уже созданы"

Евгений Ползик (Eugene Polzik) – профессор Института Нильса Бора, директор Датского центра квантовой оптики, академиком Королевской академии наук Дании.

Насколько реальна идея квантового компьютера? Удастся ли его создать?

Это зависит от того, что вы готовы называть квантовым компьютером. Во-первых, надо хорошо понимать, что квантовый компьютер не заменит вам ноутбук. Такие компьютеры могут решать лишь определенные задачи. Наиболее важные (front-runner) задачи – это квантовые симуляции, о которых еще Ричард Фейнман говорил. Вы делаете квантовую систему – искусственную систему атомов или ионов – и в ней моделируете свойства систем, которые вам иначе не построить. И такие системы уже есть, и они будут совершенствоваться, будут давать предсказания, которые с помощью обычных компьютеров просто не сосчитать.

Евгений Ползик (слева) с Павлом Бушевым (Университет в Карлсруэ, Германия)

Можно также говорить о квантовых компьютерах меньшего размера. Можно предполагать, что маленькие компьютеры, в которых все равно есть эти entanglement, эти связанные состояния, они могут служить для очень чувствительных сенсоров, для осуществления очень чувствительных измерений за квантовыми пределами. И такие вещи уже делаются. Это рудиментарный квантовый компьютер. 

Т.е. в некотором смысле квантовые компьютеры уже созданы, и эта область науки будет развиваться. Основываясь на том, сколько замечательных ученых трудятся над этой темой по всему миру, что-нибудь интересное обязательно будет.

* * *

"Мы можем контролировать единичные кванты"

Олег Астафьев – выпускник Физтеха, канд.физ.-мат.наук, principal researcher NEC Green Innov. Research  Labs and RIKEN (Япония):

Насколько идея квантового компьютера кажется Вам реальной? Нужны ли квантовые технологии?

Конечно, нужны. Даже если квантовый компьютер не будет сделан, то появятся какие-то новые технологии и идеи в ходе наших исследований. Человечеству нужно движение вперед. Нужна цель, к которой все будут стремиться. На самом деле, то, что ученые научились делать за последние 10-20 лет – это удивительные вещи. 

Что удалось сделать за эти годы? Можете перечислить главные этапы? 

Ученые научились манипулировать единичными квантами и не просто ими манипулируют, а когерентным образом, т.е. не теряя квантовой информации. Отдельными квантами, отдельными атомами, отдельными фотонами, опять же не теряя когерентности. Разве это не удивительная вещь?!

На фото: Олег Астафьев

Вы физик-теоретик или экспериментатор? 

Экспериментатор. Я работаю со сверхпроводящими твердотельными кубитами. 

Что такое твердотельный кубит? 

Твердотельный кубит – это квантовая макросистема. Она состоит из большого количества атомов, но ведет себя  квантовым образом, т.е. существенно также как обычный атом. 

Т.е. ее можно увидеть в микроскоп? 

Да-да, на нее  можно посмотреть в оптический микроскоп и ее размеры могут быть вплоть до микрона. Сверхпроводимость позволяет сделать такую квантовую систему, потому что там нет диссипации (Ред. от лат. dissipatio — «рассеиваю»), потери энергии. Сверхпроводимость – она недиссипативна. 

Что из себя физически представляет кубит?

Это квантовая система. В школе нам всем рассказывали об атомах, что они имеют энергоуровни. Кубит – это фактически искусственный атом. Обычный атом – очень маленький, но можно собрать вместе много атомов и сделать из них квантовую систему, используя сверхпроводимость или пространственное квантование. Т.е. кубит – это искусственная система, состоящая из многих атомов, но ведущая себя как один объект, в главных чертах как атом. 

На самом деле, кубит можно сделать не только на искусственных системах. Его пытаются сделать на реальных атомах, собственно говоря, первая половина конференции в Москве была посвящена этому – оптическим кубитам и квантовым эффектам на одиночных атомах. Если раньше физика изучала квантовые эффекты в большом количестве атомов, то теперь манипуляции происходят с единичными атомами. Повторюсь, что сейчас в квантовой физики происходят удивительные вещи. 

Ученые спустились на такой микромир! 

Этого раньше не могли сделать, а теперь в этой области достигнут очень большой прогресс. 

Насколько я помню из университетского курса квантовой механики, она контр-интуитивна, Вы уже развили у себя интуицию в квантовой механике? Можете ли заранее понять, как частицы будут себя вести? 

Конечно, да. Поскольку мы долго с ними работаем, то есть опыт, мы знаем, что ожидать от своей системы, но действительно в каких-то областях она контр-интуитивна. Некоторые вещи действительно необычны и в нашем обычном мире не проявляются. 

Что Вас больше всего удивляет и поражает в поведении квантов? 

Удивляет то, что мы можем контролировать единичные кванты, что мы с ними манипулируем, не теряя информации, не теряя когерентности.

 * * *

Если продолжить традиции сборника "Физики тоже шутят", то можно было бы сказать, что квантовая физика – это физика жестов. Об этом можно было судить по дискуссиям, которые в кулуарах вели между собой физики, собравшиеся на первой Международной конференции по квантовым технологиям в Москве.

 * * *

На фото: Алексей Горшков (Калтех) (справа)

 * * *

 Зарубежные участники конференции

* * *

* * *

Слева направо: Евгений Ползик (Eugene Polzik), профессор Института Нильса Бора, директор Датского центра квантовой оптики, академик Королевской академии наук Дании с Павлом Бушевым (Университет в Карлсруэ, Германия). 

* * *

В центре: Владимир Манучарян (Гарвардский университет) и Алексей Китаев (Калтех) 

 

 * * *

Слева направо: Юрий Махлин (Институт теоретической физики им Л.Д. Ландау РАН) и Евгений Ильичев (руководитель группы лаборатории квантового детектирования Института фотонных технологий (IPHT), Йена, Германия)

 

Фото Наталии Деминой.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus

Главные новости

15:58 Российские власти отказались признавать крикет видом спорта
15:52 Минздрав изменил прогноз по количеству курильщиков к 2035 году
15:18 Матвиенко рассказала об отмене роуминга между Россией и Белоруссией
15:10 В Минобороны опровергли участие российского спецназа в боях в Идлибе
14:48 СБУ заявила о попытках России вмешаться в ход выборов в Раду
14:36 Песков назвал условие для нормализации диалога России и Украины
14:20 Бузова предложила Киркорову записать совместный «мяу-хит»
14:09 Школьники из 29 стран примут участие в Международной олимпиаде по экономике в Петербурге
13:50 Госдума приняла законы о шпионских устройствах
13:41 Москва вошла в тройку городов по числу жителей-миллиардеров
13:15 Минэкономразвития оценило рост ВВП России в 0,7%
13:04 В Роскомнадзоре сообщили об отсутствии жалоб на приложение FaceApp
13:00 Геном вируса иммунодефицита человека выделен из образцов ткани полувековой давности
12:53 Власти расширили систему tax free в Москве
12:43 СМИ сообщили о плане реализации загрязненной нефти из «Дружбы»
12:24 В «Яндексе» рассказали о случаях предоставления данных пользователей
12:00 Два одноклеточных хищника оказались родственниками красных водорослей
11:54 Помощник Путина проанонсировал встречу российского лидера с руководством Shell
11:43 В «Росэнергоатоме» раскрыли подробности отключения блоков на Калининской АЭС
11:30 Музыкальный фестиваль «Нашествие» изменил формат
11:23 Большинство россиян сочли высшее образование необходимостью
11:04 В аэропорту Магадана задержали наркокурьера с героином на 2 млн рублей
11:00 Медузу-корнерота невиданного размера обнаружили у берегов Англии
10:55 Росреестр зафиксировал рекорд по продажам нового жилья в Москве
10:39 Глава МИД Ирана пригрозил перекрыть Ормузский пролив
10:29 Сбербанк внедрил искусственный интеллект в свое мобильное приложение
09:59 Жертвами поджога японской студии аниме стали 12 человек
09:55 Родился тысячный птенец калифорнийского кондора после возвращения птиц в дикую природу
09:45 Премьер Саксонии призвал снять санкции с РФ после ее возвращения в ПАСЕ
09:31 Составлен рейтинг самых фотографируемых достопримечательностей мира
09:16 Три блока Калининской АЭС отключились из-за внешних причин
08:57 СМИ узнали о новой системе контроля за реализацией социальных нацпроектов
08:46 Климатолог назвал сроки прихода аномальной жары в Россию
08:36 Сенатор из США счел российское приложение FaceApp угрозой нацбезопасности
08:14 Володин сообщил о возможной отмене льготы на НДС для пальмового масла
07:58 Зеленский поручил упростить получение украинского гражданства в ответ на указ Путина
07:41 С актера Кевина Спейси сняли обвинения в сексуальных домогательствах
07:36 В приморском нацпарке нашли копию скалы из мультфильма «Король Лев»
07:15 Холодное лето в разы повысило спрос на резиновые сапоги и теплую одежду
06:59 МИД Турции ответил на исключение из программы производства F-35
06:44 В сети появился первый трейлер сериала «Обитель» с Безруковым
06:33 Глава МИД Венесуэлы анонсировал визит Мадуро в Россию
06:18 Минэкономразвития РФ разработало закон о семейных предприятиях
05:59 СКР начал проверку смерти горняка на шахте «Анжерская-Южная» в Кузбассе
05:41 Минтранс назначил штрафы за бесплатный проезд по платным трассам
05:28 Замглавы МИД РФ рассказал о планах по отмене виз с Грузией
05:14 В Благовещенске ввели режим ЧС из-за подтопления
17.07 20:56 Зеленский предложил начать обмен «всех на всех» с украинских моряков
17.07 20:37 Россия и США договорились о продолжении переговоров по стратегической стабильности
17.07 20:24 Захарова обвинила в цинизме организаторов британской конференции для СМИ
«АвтоВАЗ» «ВКонтакте» «Газпром» «Зенит» «Мемориал» «Мистраль» «Оборонсервис» «Роснефть» «Спартак» «Яблоко» Абхазия Австралия Австрия Азербайджан Антимайдан Аргентина Арктика Армения Афганистан Аэрофлот Башкирия Белоруссия Бельгия Бразилия ВВП ВКС ВМФ ВПК ВТБ ВЦИОМ Ватикан Великобритания Венесуэла Владивосток Внуково Волгоград ГИБДД ГЛОНАСС Генпрокуратура Германия Голливуд Госдеп Госдума Греция Гринпис Грузия ДТП Дагестан Домодедово Донецк ЕГЭ ЕСПЧ Евровидение Еврокомиссия Евромайдан Евросоюз Египет Екатеринбург ЖКХ Израиль Ингушетия Индия Индонезия Интерпол Ирак Иран Испания Италия Йемен КНДР КПРФ Казань Казахстан Калининград Камчатка Канада Каталония Кемерово Киев Киргизия Китай Коми Конституция Кремль Крым Куба Курилы ЛГБТ ЛДПР Латвия Ливия Литва Лондон Луганск МВД МВФ МГУ МКС МОК МЧС Малайзия Мексика Мемория Минздрав Минкомсвязи Минкульт Минобороны Минобрнауки Минпромторг Минсельхоз Минтранспорта Минтруд Минфин Минэкономразвития Минэнерго Минюст Молдавия Мосгорсуд Москва НАСА Нигерия Нидерланды Новосибирск Норвегия ОБСЕ ООН ОПЕК Одесса ПДД Пакистан Паралимпиада Париж Пентагон Польша Право Приморье Продовольствие РАН РЖД РПЦ РФС Росавиация Роскомнадзор Роскосмос Роспотребнадзор Россельхознадзор Россия Росстат СМИ СССР США Сахалин Сбербанк Севастополь Сербия Сирия Сколково Славянск Сочи Таджикистан Таиланд Татарстан Трансаэро Турция УЕФА Узбекистан Украина ФАС ФБР ФИФА ФСБ ФСИН ФСКН Филиппины Финляндия Франция Харьков ЦИК ЦРУ ЦСКА Центробанк Чехия Чечня Швейцария Швеция Шереметьево Эбола Эстония ЮКОС Якутия Яндекс Япония авиакатастрофа автопром алкоголь амнистия армия археология астрономия аукционы банкротство беженцы бензин беспилотник беспорядки биатлон бизнес бокс болельщики вандализм взрыв взятка вирусы вузы выборы гаджеты генетика гомосексуализм госбюджет госзакупки госизмена деньги дети доллар допинг драка евро журналисты законотворчество землетрясение импорт инвестиции инновации интернет инфляция ипотека искусство ислам исследования история казнь кино кораблекрушение коррупция космос кража кредиты культура лингвистика литература медиа медицина метро мигранты монархия мошенничество музыка наводнение налоги нанотехнологии наркотики наука недвижимость некролог нефть образование обрушение общество ограбление оппозиция опросы оружие офшор палеонтология педофилия пенсия пиратство планетология погранвойска пожар полиция похищение правительство православие преступность происшествия ракета рейтинги реклама религия ретейл рубль санкции связь сепаратизм следствие смартфоны социология спецслужбы спутники страхование стрельба строительство суды суицид тарифы театр телевидение теракт терроризм технологии транспорт туризм убийство фармакология физика фоторепортаж футбол хакеры химия хоккей хулиганство цензура школа шпионаж экология экономика экспорт экстремизм этология «Единая Россия» «Исламское государство» «Нафтогаз Украины» «Правый сектор» «Северный поток» «Справедливая Россия» «болотное дело» Александр Лукашенко Александр Новак Александр Турчинов Алексей Кудрин Алексей Навальный Алексей Улюкаев Амурская область Анатолий Сердюков Ангела Меркель Антон Силуанов Аркадий Дворкович Арсений Яценюк Барак Обама Басманный суд Башар Асад Белый дом Борис Немцов Валентина Матвиенко Верховная Рада Верховный суд Виктор Янукович Виталий Мутко Владимир Жириновский Владимир Зеленский Владимир Маркин Владимир Мединский Владимир Путин Вячеслав Володин Дальний Восток День Победы Дмитрий Медведев Дмитрий Песков Дмитрий Рогозин Дональд Трамп Евгения Васильева Забайкальский край Интервью ученых Ирина Яровая Иркутская область История человечества Кирилл Серебренников Конституционный суд Космодром Байконур Краснодарский край Красноярский край Ксения Собчак Ленинградская область МИД России Мария Захарова Михаил Прохоров Михаил Саакашвили Михаил Ходорковский Московская область Мурманская область Надежда Савченко Николас Мадуро Нобелевская премия Новосибирская область Новый год Олимпийские игры Ольга Голодец Павел Дуров Палестинская автономия Папа Римский Первый канал Пермский край Петр Порошенко Почта России Приморский край Рамзан Кадыров Реджеп Эрдоган Республика Карелия Ростовская область Саратовская область Саудовская Аравия Свердловская область Сергей Лавров Сергей Нарышкин Сергей Полонский Сергей Собянин Сергей Шойгу Следственный комитет Совбез ООН Совет Федерации Ставропольский край Счетная палата Тереза Мэй Франсуа Олланд Хабаровский край Хиллари Клинтон Челябинская область Черное море Эдвард Сноуден Элла Памфилова Эльвира Набиуллина Южная Корея Юлия Тимошенко Юрий Чайка авторское право администрация президента акции протеста атомная энергия баллистические ракеты банковский сектор биология большой теннис визовый режим военная авиация выборы губернаторов газовая промышленность гражданская авиация гуманитарная помощь декларации чиновников дороги России информационные технологии климат Земли компьютерная безопасность космодром Восточный крушение вертолета легкая атлетика лесные пожары междисциплинарные исследования мобильные приложения морской транспорт некоммерческие организации общественный транспорт патриарх Кирилл пенсионная реформа пищевая промышленность права человека правозащитное движение преступления полицейских публичные лекции российское гражданство русские националисты русский язык сельское хозяйство сотовая связь социальные сети стихийные бедствия телефонный терроризм уголовный кодекс фигурное катание финансовый рынок фондовая биржа химическое оружие эволюция экономический кризис ядерное оружие Великая Отечественная война Вторая мировая война Ирак после войны Ким Чен Ын Революция в Киргизии Российская академия наук Стихотворения на случай Федеральная миграционная служба Федеральная таможенная служба борьба с курением выборы мэра Москвы здравоохранение в России связь и телекоммуникации тюрьмы и колонии Совет по правам человека аварии на железной дороге естественные и точные науки закон об «иностранных агентах» видеозаписи публичных лекций «Полит.ру» Новые технологии, инновации Сочи 2014 Кабардино-Балкария Левада-Центр Нью-Йорк Санкт-Петербург отставки-назначения шоу-бизнес Ростов-на-Дону ЧМ-2018 Компьютеры, программное обеспечение Книга. Знание ВИЧ/СПИД Apple Bitcoin Boeing Facebook G20 Google iPhone IT NATO PRO SCIENCE видео ProScience Театр Pussy Riot Telegram Twitter Wikileaks

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2019.