Коробка Шредингера открыта: вышел первый выпуск «Футуратома»

«Футуратом» — ​подкаст о людях и технологиях, которые меняют жизнь прямо сейчас. Будущее не где-то далеко — ​оно уже здесь: в тихом жужжании электромоторов, в сиянии квантовых компьютеров, в медицинских лабораториях и на космодромах. Вместе с экспертами главный редактор «СР» Юлия Гилева ищет ответы на вопросы: каким будет наше будущее и что сегодня звучит как фантастика, а завтра может стать повседневностью?

Первый выпуск «Футуратома» — ​это путешествие в загадочный мир квантовых технологий. Именно там рождаются решения, способные изменить нашу жизнь уже в ближайшие десятилетия. В студии — ​люди, которые знают о квантах не понаслышке: Дмитрий Чермошенцев, руководитель группы «Росатом Квантовые технологии», старший научный сотрудник группы «Квантовая оптика» Российского квантового центра, и Станислав Страупе, научный руководитель Центра квантовых технологий «Сбера».

Кванты называют новыми атомами, ​и это не просто красивая метафора. «На технологию можно смотреть как на возможность. Можно сделать из нее угрозу и оружие, можно сделать из нее величайшее благо для человечества. Так происходит с абсолютно любой новой технологией, обладающей достаточным потенциалом», — ​говорит Станислав Страупе.

Квантовый компьютер работает с кубитами, которые могут быть и нулем, и единицей одновременно. Это позволяет системе быстро рассматривать миллиарды вариантов. Дмитрий Чермошенцев приводит пример: «В обычном компьютере, чтобы посмотреть на 2,1 тыс. состояний, нужно совершить 2,1 тыс. операций. Даже если собрать в одну систему все классические вычислительные устройства в мире, мы будем считать это очень долго. Скорее всего, дольше, чем время жизни нашей чудесной звезды — ​Солнца, и, наверное, даже дольше, чем живет Вселенная». Задачи, на которые у классического компьютера ушли бы тысячи лет, уже сегодня способен решить 50‑кубитный компьютер, разработанный на базе Физического института им. Лебедева РАН. Работами по развитию квантовых вычислений руководит «Росатом».

В медицине квантовые алгоритмы помогают моделировать молекулы, а значит, сокращают годы исследований. В будущем это поможет внедрить персонализированные методы лечения: лекарства и дозировки будут подбираться индивидуально. Более того, кванты могут стать главным оружием против пандемий. Квантовые алгоритмы помогут просчитывать маршруты для тысяч машин одновременно, разгружать дороги, управлять глобальными цепочками поставок, ускорять доставку.

Дмитрий Чермошенцев уверен: «Когда квантовые компьютеры повсеместно войдут в нашу жизнь, скорее всего, обычный человек не будет понимать разницы между классическим и квантовым компьютером. Просто вы станете быстрее ездить на работу, вы станете меньше болеть».

Есть и другие направления — ​например, моделирование климата, оптимизация энергопотребления, разработка сверхпрочных и сверхлегких материалов для авиации и строительства, аккумуляторов следующего поколения и сверхпроводников, способных экономить колоссальный объем энергии.

Постепенно квантовые технологии выходят из лабораторий. Бизнесу уже доступна платформа для аренды квантовых мощностей — ​вроде сервисов для облачного хранения данных и вычислений, которыми мы давно пользуемся. Первые шаги к массовому применению сделаны. Но что дальше?

Чтобы строить квантовое будущее, нужны специалисты. В России формируется сеть университетов, где готовят инженеров и исследователей для квантовой отрасли. Это МГУ, Московский физико­технический институт, Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Высшая школа экономики (на базе кафедры квантовых технологий Института общей физики им. Прохорова РАН), Университет науки и технологий «МИСиС», Национальный исследовательский университет «МЭИ», Казанский федеральный университет, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники и др. Все эти усилия объединяет консорциум вузов, цель которого — ​подготовить тысячи специалистов к 2030 году и сформировать в России школу квантовых технологий.

Но даже при таких масштабных планах многое в развитии квантов остается непредсказуемым.

Станислав Страупе проводит аналогию с оптоволокном, подарившим нам быстрый и доступный интернет: «Люди, которые разрабатывали оптоволоконные кабели, вряд ли представляли, как далеко зайдут возможности, которые эта технология нам даст… То же и с квантовыми компьютерами. Мы сейчас плохо представляем, что эта технология принесет».

Ясно одно: квантовая эпоха не начнется внезапно и громко. Она просто станет частью повседневности — ​как интернет или смартфон. Кто знает: может, это произойдет намного быстрее, чем мы думаем?

Первый выпуск «Футуратома» показывает, что за сложными формулами стоят понятные и важные вещи: здоровье, удобство, безопасность. Но это лишь малая часть разговора. Как и зачем готовить «хорошие» кванты? Какие открытия они принесут? Как квантовая революция изменит нашу жизнь? Ответы на эти вопросы вы найдете в подкасте «Футуратом».