В 2020 году в России запущена программа развития квантовых технологий

Знания в области квантовой физики еще лет десять назад носили исключительно научный характер, а сфера таких исследований не выходила за стены лабораторий и теоретических школ. Сегодня - это путь к качественному скачку новой экономики, основанной на индустрии знаний.

Большие ожидания не только науки, но и бизнес-сообщества направлены на то, что квантовые технологии принесут практические результаты. Сюда вливается все более насыщенный приток инвестиций, открывается все больше стартапов, а каждая крупная IT-компания уже не обходится без лаборатории квантовых разработок.

Результаты этих усилий уже можно наблюдать в работе защищенных систем связи и систем навигации. В ближайшей перспективе эти технологии поэтапно и повсеместно привнесут в нашу жизнь абсолютно защищенную связь, глобальный квантовый интернет, сверхточные системы навигации, чувствительные датчики для медицины, ускорение обучения и работы нейросетей, мгновенную обработку очень больших данных, химические исследования для создания новых материалов и лекарств. Масштабные программы развития квантовых разработок уже запущены в ЕС, США, Китае. В нашей стране программа развития высокотехнологичной области "Квантовые вычисления" была утверждена в июле 2020 года. "Россия вошла в круг стран, которые системно развивают квантовые технологии. "Квантовые вычисления" - первая из утвержденных "дорожных карт" федерального проекта "Цифровые технологии". В рамках национальной программы "Цифровая экономика" на ее реализацию в 2020 году было выделено 3,7 миллиарда рублей, внебюджетное финансирование со стороны "Росатома" составило 2 миллиарда", - отметил замглавы министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций и руководитель проекта "Цифровые технологии" Максим Паршин.

В целом задачи "дорожной карты" развития квантовых вычислений в 2020 году были выполнены в полном объеме. Созданы 1-2-кубитные системы, которые станут базой для дальнейшего масштабирования; работа идет одновременно в нескольких направлениях - над сверхпроводниками, нейтральными атомами, ионами и фотонами. Как отметил вице-премьер Дмитрий Чернышенко: "Правительство ускоряет развитие квантовых технологий. По итогам 2020 года страна поднялась на один пункт в международной шкале Quantum Technology Readiness Levels, отражающей уровень развития технологий квантовых вычислений. Правительство готово оказывать активную помощь российским исследователям - еще одним шагом может стать создание единой цифровой платформы по квантовым технологиям для обмена команд опытом и наработками. Также мы понимаем запрос на высококвалифицированные кадры по данному направлению, готовы создать условия для их привлечения".

До 2024 года финансирование "дорожной карты" запланировано в объеме более 23 миллиардов рублей - бюджетных и внебюджетных. Значительная часть этих денег пойдет на объединение усилий по разработке квантовых компьютеров.

Правительство оказывает активную помощь созданию единой цифровой платформы по квантовым технологиям

В конце 2020 года стартовал федеральный проект "Национальная квантовая лаборатория", который объединил российских разработчиков в консорциум на базе нескольких лабораторных площадок, включая "Росатом", НИТУ "МИСиС", НИУ "ВШЭ", МФТИ, Физический институт имени П.Н. Лебедева РАН, Российский квантовый центр и фонд "Сколково". Российские специалисты уже заявили о создании прототипа квантового компьютера. При этом его функционирование будет построено на принципах сервисоориентированности.

Внимание государства к квантовым проектам делает их привлекательными для бизнеса

Как рассказали в Российском квантовом центре, платформа позволяет решать сложные вычислительные задачи на квантовом компьютере пользователям, не обладающим профильным образованием и экспертизой в квантовой механике. Система самостоятельно преобразует задачу, сформулированную пользователем на языке математики, техники или экономики, в программу для "бэкенда" - квантового компьютера, - а затем приводит результат вычисления обратно в понятную форму. В первую очередь технология рассчитана на компании в сфере финансов, логистики, химической и атомной промышленности, биоинформатики и телекоммуникаций. "Наша команда с самого начала решила фокусироваться на решении актуальных бизнес-задач, поскольку эта концепция позволяет наглядно оценить преимущества квантовых вычислений перед традиционными. Мы получили заявки на подключение со стороны научных учреждений и представителей бизнеса из России, Франции, Германии, Великобритании, Тайваня и Китая и сейчас начинаем предоставлять им доступ и реализовывать совместные проекты", - рассказал сооснователь платформы, руководитель научной группы "Квантовые информационные технологии" РКЦ, профессор МФТИ Алексей Федоров. Помимо Российского квантового центра, об открытии доступа к собственной облачной квантовой платформе объявили и ученые из Центра квантовых технологий физфака МГУ.

Скорое внедрение квантовых алгоритмов эксперты прогнозируют при производстве новых лекарств и моделировании биомолекул. Так, российские ученые выделили несколько направлений, в которых квантовые вычисления могут быть полезны уже в перспективе 3-5 лет: задачи квантовой химии, предсказание белковых структур и взаимодействия белков с малыми молекулами (потенциальными лекарствами), а также ускорение сборки геномов. "Можно полагать, что мы увидим первые значимые результаты от применения квантовых алгоритмов в области биоинформатики на горизонте 2-3 лет. Следующий шаг после этого будет связан с промышленным внедрением квантовых компьютеров и масштабированием их применений", - считает Алексей Федоров.

Внимание государства с соответствующим уровнем финансирования и организационной поддержкой делает проекты в этой сфере привлекательными не только для научных и крупных IT-компаний, но также и для других индустриальных партнеров, вплоть до студенческих стартапов. А к формированию центров компетенций сегодня привлекаются не только крупные заказчики, но и молодые кадры, которые готовят в МГУ, МИФИ и МФТИ, где были запущены профильные магистерские и аспирантские программы.