Квантовые технологии: России нельзя отставать от лидеров

В начале июля текущего года произошли два событий, на которые стоит обратить внимания. В Брюсселе Трансатлантическое квантовое сообщество провело свою первую виртуальную встречу. Оно объединяет экспертов в области квантовой физики из национальных правительств, промышленности, академических кругов, финансовых организаций и исследовательских институтов. В свою очередь, Акселератор оборонных инноваций НАТО (DIANA) объявил о новом наборе задач в рамках программы, направленной на поддержку стартапов в сфере «разработки технологий двойного назначения для реагирования на критические вызовы безопасности».i

Оказывается, теперь НАТО нужны более совершенные технологии для решения таких вопросов, как энергетика, безопасность данных и информации, обнаружение и наблюдение, здоровье человека и производительность, а также критически важная инфраструктура и логистика.ii

Основной центр этого акселератора находится в Лондоне, что позволяет британцам контролировать инновационные решения.iii Хотя всего в странах альянса запущено 23 акселератора и действует 182 центра для проведения различных испытаний.

Одним из них является Квантовый центр на базе Копенгагенского университета в Дании.iv Остановимся на нем поподробнее, чтобы получить представление, чем занимаются подобыне центры.

Центр Deep Tech Lab – Quantum был открыт в 2023 г. в присутствии генерального секретаря НАТО, а также министров обороны, промышленности, бизнеса и финансов, высшего образования и науки Дании. На церемонии открытия Йенс Столтенберг отметил : речь идет о том, чтобы быть готовыми к неожиданностям и быть уверенными в том, что мы продолжаем руководить инновациями”.v

Информационная война, кибератаки и защита критически важной (и цифровой) инфраструктуры по замыслу НАТО входят в интересы этого центра. Если на поле боя это могут быть интеллектуальные дроны, то в системе командования речь идет о более быстрых компьютерах и системах, которые невозможно взломать. И, наоборот, такие же системы противника при квантовом преимуществе, могут подвергаться взломам и атакам.

Известно, что датский центр имеет ускорительную площадку в Институте биоинноваций и четыре испытательных центра, расположенных в Институте Нильса Бора, Копенгагенском университете и поддерживаемых Датским техническим университетом, Орхусским университетом и Датским национальным институтом метрологии.

В справочном материале о центре Deep Tech Lab указаны основные сферы интересов - квантовые датчики, квантовая информация и квантовые вычисления.vi Квантовые датчики позволяют проводить сверхточные измерения силы тяжести, времени, силового давления и многого другого с использованием твердотельных или фотонных систем. Это может быть использовано, например, для картографирования подземных сооружений, навигации для автономных транспортных средств и многого другого.

Квантовая информация обеспечивает безопасную коммуникацию и работу постквантовых компьютеров. Это может быть сделано с помощью квантового распределения ключей и постквантовой криптографии. В настоящее время эта область исследований активно развивается, и некоторые решения уже тестируются. Квантовые компьютеры смогут решать очень сложные задачи, которые не под силу классическим компьютерам.

Все эти технологии - двойного назначения. На Западе их также называют опорными технологиями, поскольку они закладывают основы для будущей промышленности.

Интерес военных к квантовым технологиям вполне закономерен, поскольку они позволяют совершить резкий технологический скачок (к квантовому скачку, предложенному в качестве понятия о переходе вещества с одного энергетического уровня на другой Нильсом Бором это не имеет отношения). А это означает получение преимущества над противником.

С другой стороны, экономический эффект от таких вложений в мире, по оценкам экспертов, к 2035 году может приблизиться к 1,3 триллиона долларов.vii

Мировым лидером по финансированию квантовых технологий является Китай: за последние пятнадцать лет он потратил на это больше, чем было совокупно выделено из бюджетов ЕС, США и Японии. Однако, если верить официальным данным, самые мощные суперкомпьютеры все же находятся на Западе. Часто встречающиеся сетования западных экспертов на низкий уровень готовности США и их союзников к новым технологическим вызовам может быть в этом контексте лишь PR-ходом, призванным лишь подстегнуть технологическую гонку и вывести эти критические технологии на новый уровень.

В частности, в рейтинге суперкомпьютеров Top500 на май 2024 г.:viii всю первую десятку занимают западные машины. В этом списке победителей китайских суперкомьютеров нет. Однако ранее эксперты утверждали, что Китай может официально не показывать свои мощности и по факту превосходить США.ix Это представляется вполне возможным.

Кроме того, Китай лидирует по количеству суперкомпьютеров. У Lenovo (Китай) есть 163 заявленных системы. HPE (США) имеет 112, EVIDEN (Франция) - 49, DELL EMC (США) - 35, Inspur (Китай) - 22, Nvidia (США) - 22, NEC (Япония) - 14, Fujitsu (Япония) - 14, MEGWARE (Германия) - 7, а Penguin Computing Inc (США) - 7.x

А вот у России есть определенные проблемы в этом вопросе. Ранее компания Nebius N.V. из Нидерландов, основанная бывшими сотрудниками «Яндекса», дебютировала в мировом рейтинге суперкомпьютеров Tор500. Созданный Nebius N.V. суперкомпьютер ISEG, названный в честь сооснователя «Яндекса» Ильи Сегаловича, занял 16-ю строчку в списке, опередив системы «Яндекса» и «Сбера». Наиболее мощный российский суперкомпьютер «Червоненкис» (назван в честь выдающегося российского ученого Алексея Червоненкиса), созданный «Яндексом» в 2021 году, оказался на 36-м месте.

Отметим, что в России на базе инновационного центра "Сколково" с 2010 г. действует Российский квантовый центр, на базе которого функционируют научные группы и проводятся исследования. Есть и ряд отечественных разработок - от облачной платформы квантовых вычислений до детекторов кибератак и специфических приборов, необходимых для промышленности.

Вместе с тем, обновление российских суперкомпьютеров осложняется санкциями, которые не может восполнить параллельный импорт. Очевидно, что нужно восполнять этот пробел и находить нетривиальные решения, которые были вполне под силу нашим ученым в советским период.