Venäjällä on aloitettu projekti kvantitietokoneen luomiseksi. Hankkeen tavoitteena on kehittää käytännöllisiä tekniikoita tietokantojen keruuseen ja erittäin turvallisten viestintäverkkojen luomiseen. Artikkelin kirjoittaja pitää tätä yritystä kiinni muihin maihin käytännön kvantitekniikoiden kehittämisessä.
Seuraavan viiden vuoden aikana Venäjän hallitus investoi noin 50 miljardia ruplaa (790 miljoonaa dollaria) perus- ja soveltuvaan kvantitutkimukseen, jota johtavat Venäjän johtavat laboratoriot. Maan varapääministeri Maxim Akimov ilmoitti siitä 6. joulukuuta Sotšissa järjestetyllä teknologiafoorumilla. Se on osa digitaalitekniikan 258 miljardin ruplan T & K-ohjelmaa, jota Kreml pitää kriittisenä Venäjän talouden nykyaikaistamisen ja monipuolistamisen kannalta.
"Tämä on todellinen kiihtyvyys", sanoo kvantfyysikko Aleksei Fedorov, joka työskentelee Skolkovossa lähellä Moskovaa Venäjän Quantum Centerissä (RQC), joka on valtiosta riippumaton tutkimusorganisaatio. "Jos kaikki osoittautuu suunnitellusti, tämä aloite on tärkeä askel kohti Venäjän kvantitieteen saattamista maailman standardien tasolle."
Kvantitietokoneissa laskennan suorittamiseen käytetään alkuainehiukkasia, jotka voivat samanaikaisesti esiintyä erilaisissa kvanttitiloissa. Kvittien kvanttibitit voivat teoriassa käsitellä tietoja monta kertaa nopeammin kuin binaaribitit, joita käytetään klassisessa tietokonelaskelmassa. Tehokkaat kvantitietokoneet voivat ennustaa kemiallisten reaktioiden tuloksia, etsiä valtavia tietokantoja ja tehdä tekijöitä suuriksi, kuten salauksessa käytettäviä.
Kvanttietuudet
Kvanttiteknologiat saavat jo vakavaa valtion tukea useissa maissa. EU ilmoitti vuonna 2016 miljardin euron arvoisen Quantum Technology -lippulaivaohjelman käynnistämisestä. Sen puitteissa odotetaan tulevien vuosien aikana demonstraatioteknologiaprojekteja, esimerkiksi kvantiprosessoria piimikropiirissä. Elokuussa 2019 Saksa ilmoitti 650 miljoonan euron kansallisen kvanttihankkeen käynnistämisestä. Kiinan ja Yhdysvaltojen hallitukset käyttävät myös miljardeja kvantti- ja teknologiaohjelmiin.
Kilpailu on alkanut luoda kvantitietokoneita, jotka ylittävät klassiset koneet ratkaisemaan niiden ominaisuuksiin liittyvät erityisongelmat. Google ja IBM: n kehittämät prototyypit, joiden pääkonttori on Mountain View, Kalifornia ja Armonk, New York, lähestyvät klassisen tietokoneen simuloinnin rajoja. Lokakuussa Google-tutkijat ilmoittivat, että yksi erityisiä laskelmia suorittava kvantiprosessori oli saavuttanut tällaisen kvantisuunnan.
Mainosvideo:
Venäjä on kaukana siitä. "Olemme 5-10 vuotta jäljessä", sanoo Fedorov. "Mutta täällä on suuri potentiaali, ja seuraamme tiiviisti ulkomailla tapahtuvaa." Heikko rahoitus teki venäläisten tutkijoiden mahdottomaksi kilpailla Googlen kanssa kvanttialalla, sanoi insinööri Ilja Besedin, joka työskentelee Moskovan kansallisessa tutkimusteknologisessa yliopistossa.
Besedinin ryhmä on luonut prototyypin kvantiprosessorista, joka perustuu suprajohteisiin. Järjestelmä koostuu kahdesta kvbitistä. Googlen kvantitietokone toimii 53 kvbitillä. Venäjä on jäljessä, mutta kansallinen kvantti-aloite käynnistettiin ajoissa, Besedin sanoo.
"Kukaan ei ole vielä tullut lähelle yhtä käytännöllisesti hyödyllisen ongelman ratkaisemista tehokkaammin kuin klassinen tietokone", hän sanoo.”Teknisillä haasteilla on monia asioita ja etsimme kaikki uusia tapoja tutkia. Venäjän vakavalla hallituksen tuella tällaiselle tutkimukselle on erittäin mielenkiintoisia mahdollisuuksia.”
Kotikasvatut kviteetit
Aloite tulee, kun Venäjä alkaa toipua johtavien tutkijoiden lähtöä 1990- ja 2000-luvuilla, jotka lähtivät Venäjältä etsimään korkeampia palkkoja ja tutkimusrahoitusta. Useat ulkomailla työskentelevät venäläiset kvantifyysikot, mukaan lukien Mikhail Lukin ja Evgeny Demler Harvardin yliopistosta, Cambridge, ovat liittyneet RCC: n kansainväliseen neuvoa-antavaan toimikuntaan. Muut, kuten fyysikko Aleksei Ustinov, joka opiskelee tiivistettyä ainetta Karlsruhen teknillisessä yliopistossa Saksassa, ovat saaneet Venäjän hallitukselta apurahoja tutkimusryhmien perustamiseksi Venäjälle.
Ja venäläiset tutkijat kehittävät jo omia konseptejaan suurten kvanttitietokoneiden luomiseksi, Ustinov sanoo. "Venäjän laboratoriot eivät vielä pysty kilpailemaan sellaisten jättiläisten kuten Googlen laboratorioiden kanssa," hän sanoo. "Tästä aloitteesta on kuitenkin tullut lupaava aloitus kvantitutkimuksen tason nostamiseksi Venäjällä. Katsotaan, mihin se johtaa."
Intersbruckin yliopistossa Itävallassa kvantitietokoneita tutkittava Peter Zoller epäilee kuitenkin pelkästään tämän aloitteen riittävän houkuttelemaan lahjakkaita nuoria tutkijoita kvantitutkimukseen ja tekniikkaan. Luottamuksen palauttaminen Venäjän tiedejärjestelmään ja maan koulutusperinteiden elvyttäminen on vaikeampaa kuin kvanttihankkeen ilmoittaminen, hän toteaa.
Quirin Schiermeier