Квантові комп'ютери розглядаються IT-індустрією в якості наступного кроку еволюції технологій обробки цифрової інформації. Майбутнє цієї технології обіцяє інструмент, який зможе перевершити будь-яку сучасну нинішню комп'ютерну систему, дозволяючи обробляти набагато швидше і в той же час набагато більше інформації, ніж будь-хто, навіть найпотужніший суперкомп'ютер.
Однак у даний момент велика частина наукового співтовариства, залучена в такі розробки, зосереджена на кінцевому результаті, який може надати нам квантова система. Ми розуміємо, що квантові комп'ютери будуть дуже ефективні в обробці інформації, але з яким саме типом даних ця система буде ефективна? І що цікаво, така невизначеність породжує досить цікаві питання про самому потенціал такого інструменту.
Минулого місяця найсвітліші уми сфери розробок квантових технологій та досліджень зібралися на черговій Міжнародній конференції по квантовим технологіям, що проходила в Москві. Порталу Futurism теж вдалося побувати на виставці і поспілкуватися з деякими вченими про те, як їх робота наближає нас до справжніх квантових комп'ютерів і який вплив такі розробки матимуть на суспільство.
Один з найцікавіших питань обговорення було піднято Олександром Львівським, керівником наукової групи квантової оптики при Російському квантової Центрі і професором фізики Університету Калгарі (Канада). Як повідомляє джерело, в розмові за вечерею Львівський заявив, що квантові комп'ютери є скоріше інструментом знищення, а не творення.
Так що ж не так з квантовими комп'ютерами, що дуже видатний вчений робить подібні заяви? Все в общем-то зводиться до однієї-єдиної речі, яка, до речі, є одним з потенційних переваг, які може нам надати квантова технологія - революції в сучасній криптографії.
З величезною силою приходить і величезна відповідальність
Сьогодні будь-яка чутлива інформація, що пересилається через Інтернет, кодується для захисту залучених в цю пересилку приватних сторін. Проте в світі, в якому існують хакери, навіть найскладніше шифрування рано чи пізно дає слабину, і свідками таких прикладів ми вже ставали не раз. На думку Львівського, процес цього злому завдяки квантових обчислень лише ще сильніше спроститься і стане набагато швидше.
Вчений зазначає, що жоден метод шифрування, існуючий на сьогоднішній день, не зможе встояти проти обчислювальної потужності квантового комп'ютера. Медичні записи, фінансова інформація, кожен секрет держави і військових організацій буде в такому випадку лежати буквально на блюдечку з блакитною облямівкою перед будь-яким бажаючим. Іншими словами, технологія має потенціал створити загрозу для всього світу. І що цікаво, з думкою Львівського погоджуються інші експерти.
Щоб остаточно розібратися, слід вказати, що до справжнього моменту створено тільки два квантових алгоритму. Один дозволяє квантовому комп'ютера проводити пошук в базі даних, інший - алгоритм Шора, розкладає числа на прості множники і може використовуватися квантовим комп'ютером для злому шифрування.
Примітно, що під час конференції співзасновник Російського квантового Центру Михайло Лукін, глава наукової групи Лабораторії квантової оптики Гарвардського університету, оголосив про те, що створив і успішно протестував 51-кубітний квантовий комп'ютер і надалі збирається використовувати його для запуску алгоритму Шора.
Володимир Шалаєв, який є членом міжнародної консультативної ради Російського квантового Цента і професором електричної та комп'ютерної інженерії Університету Пердью, використовує більш тонкий підхід до цього питання, говорячи про те, що квантові обчислення - це інструмент не руйнування або створення. Це все разом.
«Я б з ним не погодився. Думаю, я б сказав, що будь-який новий науковий або технологічний прорив може привести як до хорошим, так і поганих наслідків ».
Як приклад Шалаєв привів лазерну технологію.
"Лазери змінили наше життя. Методи нашої комунікації проникли в медицину, використовуються в машинобудуванні. Але вони також використовуються і для наведення ракет, щоб знищувати будівлі, техніку і людей. Але мені здається, що таке життя. Ніщо не народжується виключно з хорошими намірами, завжди десь ховається щось погане. Я не думаю, що квантові технології - це деструктивні технології. Вони також можуть бути і конструктивними ».
У словах Шалаєва є частка істини. Ті ж ядерні технології спочатку розроблялися як деструктивних. Але після війни люди освоїли мирний атом і стали застосовувати його в багатьох сферах, включаючи енергетику, медицину, сільське господарство і безлічі інших. Квантові комп'ютери, звичайно, навряд чи будуть мати фізично руйнівними ефектами, як та ж ядерна бомба, але їх потенціал щодо шифрування є прямим цифровим еквівалентом, що змушує розбирати це питання навіть на такий вельми очевидною ранній стадії.
Що доброго з цього вийде?
Якщо квантові комп'ютери мають такий небезпечним потенціалом, то чому все за ними женуться? Як зазначає Лукін, потенціал застосування квантових технологій виходить далеко за рамки злому шифрування. Можливості можуть відкритися по-справжньому вражаючі і дивовижні.
Наприклад, на думку Лукина, є величезний потенціал в розробці квантових сенсорних технологій.
«Ми отримаємо можливість змінити сферу медичної діагностики, де деякі завдання, що вимагають використання величезним лабораторій, будуть проводитися за допомогою пристроїв розміром з iPhone. Тільки уявіть, яку користь це принесе країнам, що розвиваються частинах світу, тієї ж Африці. Це дозволить істотно підвищити ефективність, швидкість і в той же час простоту проведення діагностування та підбір необхідних лікувальних методів. Я впевнений, що вплив на суспільство з боку даної технології буде величезним », - пояснив Лукін.
Крім того, обчислювальна потужність квантових комп'ютерів може дозволити дослідникам штучного інтелекту (ІІ) здійснити нові кроки у розвитку. Цілком можливо, що це дозволить розвинути цю сферу настільки, що ІІ стане частиною відповіді до проблем, які описує Львівський.
«Я переконаний, що до того моменту, як квантові комп'ютери почнуть зламувати шифрування, ми зможемо створити нові методи класичного шифрування, нові схеми, отримані на основі квантових обчислень, на основі квантової криптографії».
Як і в разі лазерів і ядерної зброї, вчені, залучені в створення квантових комп'ютерів, не можуть передбачити повну перспективу використання цієї технології. Є дуже багато сфер, де така технологія могла б знайти своє застосування.