Сколково готово предложить работу нобелевским лауреатам

Смысл достижений Вайнленда и Ароша – они смогли наблюдать за отдельными квантовыми частицами, не разрушая их свойств.

В микромире, где действуют квантовые законы, измерить свойства частиц, не изменяя их, до сих пор считалось невозможным. С открытиями сегодняшних нобелиатов становятся объяснимыми квантовая телепортация, когда частица переносится со скоростью света со всеми ее свойствами.

Например, экспериментально подтвердились предположения отцов квантовой механики – одна частица на расстоянии как бы «чувствует» квантовое состояние другой. Это открытие позволит создать принципиально новый класс компьютеров, где логическими элементами будут отдельные атомы.

Не сильно мы наврали?

Сергей Кузьмин: Нет, что удивительно, все это, хотя и дело не ближайшего будущего, все эти вещи становятся возможны. Этой новый уровень понимания и новый уровень методов управления материей и микроматерией.

Я смотрел схемы экспериментов, в частности схемы французских экспериментов. Они невероятно сложны. Это камера, где два абсолютно отполированных зеркала на расстоянии 3 см друг от друга, и там бегает одиночный фотон, и им каким-то образом управляют и высчитывают данные. Засовывают какой-то кольцевой атом, который специально для этого был изобретен. Я понял, что это совершенно высшая технология экспериментаторского мастерства. Действительно ли это сливки сливок того, что сейчас может экспериментальная физика?

Сергей Кузьмин: Это близко к краю. То, что вы видите, и то, что отметил сегодня Нобелевский комитет, это скорее признание достижения на такой уровне, когда ученые не боятся пойти к публике и сказать: «Мы это сделали». В этом смысле передовой край уже немножко дальше, но то, что вы видите, это то, в чем на сегодня физика довольно уверена, абсолютно уверена, что это правда так работает.

Где можно в ближайшее время применить это открытие? Я имею в виду доступные для обывателей предметы.

Сергей Кузьмин: Уже сейчас это применяется в двух вещах, про которые вы уже частично отмечали. Первое – это более точные, чем цезиевые, атомные часы. Их, может быть, еще не поставили полностью на службу, но ими тестируют как раз цезиевые атомные часы.

Для чего они нужны? Для GPS? Для ГЛОНАСС?

Сергей Кузьмин: Нет. Сверхточные часы нужны доя измерения и калибровки систем телекоммуникаций, для сверхуплотнения пакетов данных. Вы хотите, чтобы в канал входило как можно больше информации и чтобы телевизор можно было смотреть в Интернете без задержек. Там они очень нужны, потому что они определяют, с какой силой уплотняются данные.

В этих часах, как я понимаю, работает несколько атомов?

Сергей Кузьмин: Там отслеживается состояние атомного перехода… Я боюсь, что мы сейчас утопим зрителей. Вы абсолютно правильно сделали замечание, что устроены они довольно сложно, и объяснить неподготовленному человеку – довольно трудно. Проще сказать, что мы имеем дело с таким маленьким веществом, как одиночный фотон, с такой точностью чувствующего весь окружающий мир, что чувствительность измерений поднимается сразу в несколько сотен тысяч раз.

Мне кажется, нашим зрителям будет интересно, каким образом на компьютерные технологии это сможет повлиять.

Сергей Кузьмин: Для компьютерных технологий – это создание квантового компьютера, или создание компьютера, элементарной ячейкой которого будет не простой ноль и единица, не простой транзистор, а такой атом в квантовом состоянии, который кроме нуля и единицы может занимать суперпозиционное состояние, то есть быть одновременно в миллионах состояний.

Как джинн в арабских сказках – «я везде и я нигде» - вот суть квантовой теории.

Сергей Кузьмин: Примерно так, хотя не так. Для простого понимания проще себе это представлять так, что если вы из таких ячеек наберете новый компьютер, то его способности будут в миллионы и миллиарды раз превышать способности обычного компьютера. Это будет революция еще похлеще, чем которая произошла с обычными компьютерами, потому что квантовый компьютер – это первый компьютер, который позволяет реально в конечном объеме создать интеллект, который заведомо мощнее, чем человеческий.

Этот квантовый компьютер в каком-то прототипе уже создан? Есть какие-то работающие модели?

Сергей Кузьмин: Я всегда напоминаю, компьютер начался не с компьютера, он начался с калькулятора. В этом смысле квантовый калькулятор, который может 3 умножить на 5 и 15 разделить на 5 и 3, уже существует. Он существует в виде огромной, примерно с эту студию, экспериментальной установки. Первые эффекты квантового компьютера – умение разложить простые числа на их составляющие, что подрывает все основы современной криптографии, - демонстрационная модель такого калькулятора уже существует.

Я читал, что квантовая криптография уже существует.

Сергей Кузьмин: Естественно, существует. Как всегда, это же борьба с двух сторон: квантовый компьютер еще только пытается сделать, а квантовый криптограф уже есть.

Этим пользуются спецслужбы или телекоммуникационные компании?

Сергей Кузьмин: Пока мало пользуются, потому что нет квантового компьютера, но нет никаких сомнений, что будут пользоваться очень много, потому что деваться некуда.

Это принципиально не вскрываемый шифр, потому что нужно знать состояние частицы на другом конце провода.

Сергей Кузьмин: Абсолютно верно, но опять же через сто лет, может быть, понимание поменяется, но понимание на сегодня – если все современные системы криптографии – это простая математика, то это абсолютно уникальное физическое состояние вещества, которое сама природа не может воспроизвести.

Правда, что Арош чуть не стал сотрудником вашего центра в Сколково?

Сергей Кузьмин: У него имя подходящее, как у меня почти – Сергей. Что правда, это то, что российское правительство вполне понимает важность развития этих технологий. С помощью людей из российского правительства был создан Российский квантовый центр. Также правда, что Российский квантовый центр сегодня пытается собрать наиболее продвинутых ученых в направлении разработки элементов квантового компьютера под свое крыло, и также мы думаем, что у нас это получится, потому что, как ни странно, не меньше четверти ведущих специалистов по квантовой криптографии и квантовым компьютерам во всем мире – это бывшие наши соотечественники.

У меня есть данные, что Ароша вы все-таки приглашали.

Сергей Кузьмин: Мы приглашаем всех, просто мы не знаем, кто приедет, потому что, к сожалению, Россия немножко подрастеряла репутацию ведущего научного центра, но мы боремся за то, чтобы она ее не потеряла совсем.