Ю. ПОЛЕВАЯ: Сегодня в гостях кандидат физико-математических наук, руководитель группы квантовые симуляторы и интегрированная фотоника Российского квантового центра Алексей Акимов. Здравствуйте, Алексей!
 
А. АКИМОВ: Добрый вечер.
 
Ю. ПОЛЕВАЯ: И поговорим мы сегодня об управлении светом и о том, как квантовые технологии изменят нашу жизнь. Что такое квантовые технологии?
 
А. АКИМОВ: Квантовые технологии – это попытка нас, как ученых, использовать необычные свойства частиц для того, чтобы создать полезное устройство. Некоторые знают, что сквозь стену пройти нельзя, но квантовые частицы об этом не знают и они умеют проходить сквозь стены.  Это явление называется туннелированием. Например, использование такого явления - это флэш-память.  Внутри есть затвор, который ни к чему не подключен и частицы проходят сквозь барьер. Это оказывается довольно полезным и эффективным. Этот пример побудил ученых более внимательно посмотреть на мир частиц и попытаться использовать все их необычные свойства.  Другими необычными свойствами частиц является перепутывание состояния или состояние супер позиции. Оказывается , что если у вас есть какая-либо частица, которые в квантовой механике диктуются, то она может быть между ними и в промежуточном состоянии. Это полезно и может быть использовано в такой теме, как квантовое отчисление. Что такое перепутанное состояние и как себе их представить? Например, телевизор. В телевизоре цвет составляется из 3-х базовых цветов: синий, красный и зеленый. В зависимости от того, в какой пропорции мы их сложим наш глаз воспринимает разные цвета. Похожее дело происходит и в квантовой механике. Может быть два разных состояния, но они могут складываться с какими-нибудь весами. Это не будет означать, что на самом деле эти веса излучаются каким-то источником, это означает что если измерите данную частицу, то с вероятностью одного веса вы найдете в одном состоянии, а с вероятностью другого – в другом состоянии. Такой технический момент сильно отличается, а смысл очень близкий. Это некие промежуточные состояния. Если у вас есть частица с двумя конкретными состояниями, но вы умеете ее делать в супер-позиции, то вы можете получить такое же богатство цветов, которое вам показывает ваш телевизор.
 
Ю. ПОЛЕВАЯ: Когда появились квантовые технологии?
 
А. АКИМОВ: 1985 году появилась флэш-память и это была разработка корпорации «Тошиба». Само слово появлялось в конце 90-х годов. Его придумал автор Экерт и это было обобщение и развитие квантовых технологий, которые тогда еще так не назывались. Флэш-память, например, не относится ко квантовым компьютерам, но относится ко квантовой технологиям. С тех пор это понятие укоренилось и мы им пользуемся с начала 20 века. Квантовые технологии - это квантовая физика, но это попытка использовать квантовую физику на благо человечества.  Квантовая физика очень богатая наука и мы выделаем тот класс явлений, который мы считаем полезней.  Квантовая оптика - это наука, в которой мы учимся создавать состояние света. С одной стороны мы знает о развитии интернета, что самые быстрые линии позволяющие нам работать в интернете – это оптические линии. Это связанно с тем, что у света высокая несущая частота 10 в пятнадцатой степени и мы его можем моделировать на очень высокой частоте. Если частоты электрического тока 1 ГГц это достаточно высокие частоты, то для света эти частоты являются не серьезными. С другой стороны свет – это поток частиц.  Свет состоит из фотонов. Фотоны – это частицы света. Их отличия от электронов в том, что они ни с чем не взаимодействуют. Электроны - это заряженные частицы. Атомы также состоят из заряженных частиц, поэтому электроны всегда очень хорошо взаимодействуют с атомами и тем более если они внутри твердого тела с кристаллической решеткой.  Фотоны ни с кем не взаимодействуют. Они летят в свободном пространстве и единственный объект, с которым они могут взаимодействовать это атом, который  к ним резонансен.  Во всех остальных случаях они являются идеальным переносчиком информации. Именно поэтому это одна из первых причин почему они интересны для квантовых технологий.  Переносчик информации, который с квантово-механической точностью сохраняет свои свойства перенося информацию на большие расстояния.
 
Ю. ПОЛЕВАЯ: Как это можно использовать и для чего?
 
А. АКИМОВ: Можно использовать сразу для нескольких вещей: для квантовый вычислений и для квантовых линий связи.  Начнем с линий связи: зачем нам нужны квантовые линии и почему не пользоваться обычным интернетом? Вопрос только в секретности. В современном интернете секретность обеспечивается криптографическими ключами и довольно большая часть базируется на технологиях открытого ключа.  Это технология основана на том, что расшифровать ключ определенной длины сложно имея вычислительные современные технологии, но если эти технологии улучшаться, то мы сможем этот ключ расшифровать и тогда банковские переводы станут не безопасными. Квантовые линии связи предлагают другой принцип. Они предлагают посылать информацию закодированную в одиночных частицах. В квантовой механике запрещена сама возможность копировать квантово-механические частицы. Вы их можете измерить только 1 раз. Если кто-то попытался ее измерить, то он послать такую же, то он это сможет сделать только с ошибкой и вы это заметите. Квантовые линии связи организованы более хитрым способом, но это та база, которая за ними лежит. Это возможность создать абсолютно безопасные линии связи.
 
Ю. ПОЛЕВАЯ: Сейчас их используют?
 
А. АКИМОВ: Их используют достаточно мало. В основном это банки. Также использовали на чемпионате мира по футболу в Африке.
 
Ю. ПОЛЕВАЯ: Для чего?
 
А. АКИМОВ: Передача сверхсекретной информации о результатах матча. Каким образом она стала столь секретной мне сказать сложно,  но факт остается фактом, что местный университет построил квантовую линию связи и они передавали информацию именно по ней.
 
Ю. ПОЛЕВАЯ: Почему они не внедряются дальше?
 
А. АКИМОВ: Есть ограничения. Вы можете скопировать ваш бит только 1 раз, а это означает, что если у вас есть конечная длина распространения света, то дальше вы ничего сделать не сможете,  то есть вы можете передать информацию на 100 км. и все. А дальше кого-то надо будет посадить, чтобы дальше передавать. Это проблема, которая до сих пор не решена. Есть путь решения. Использую квантовые технологии можно создавать перепутанные пары фотонов и с их помощь посылая два конца из одной точки связывать между собой две удаленные точки.  Если это делать каскадно, то можно организовать линию связи на бесконечно большие расстояния.  Это технология, которую сейчас пытаются разрабатывать. У нее есть некоторые сложности связанные с тем, что для того, чтобы это все работало и вы не можете это синхронизировать бесконечно точно, то вам нужна еще квантовая память на узлах.  Потому что вам надо уметь запомнить те фотоны, которые пришли и сообразить в какой момент их можно использовать. Эту квантовую память сейчас разрабатывают. Есть много кандидатов, которые представляют хорошую квантовую память.  Это могут быть сами фотоны, если их поместить в резонатор, но это достаточно краткосрочная память, это могут быть атомы, внедренные в твердое тело примеси, охлажденные атомы или какие-то ионы в ловушках. У всех этих систем есть сложность связанная с тем, что вы хотите переписать фотон на ваш атом с вероятностью в 100 %. Если вы этого не сделаете, то ваша квантовая память бесполезна. Это приводит к дополнительной проблеме и называется она квантовый интерфейс.  Нечто что позволяет переписать информацию со света на спин или наоборот. Это проблема решается и есть много подходов как ее можно решить. Это одна из горячих тем современной науки. Есть предложения сделать квантовую память не на одном квантовой объекте, а на их ансамблях и в этом случает проблема квантовых интерфейсов должна упрощаться. Есть ряд экспериментальных работ, но пока нет такой работающей надежной квантовой памяти. 
 
Ю. ПОЛЕВАЯ: Расскажите про квантовые вычисления.
 
А. АКИМОВ: Квантовые вычисления это немного другая вещь и она связана с тем, что мы можем научиться использовать свойство частиц в основном возможность создавать перепутанное состояние частиц для того, чтобы делать быстро определенный класс вычислений. Определенный класс - это те вычисления, которые сложны для современного компьютера. Как правило, это задачи связанные с перебором, задачи связаны с разложением на множители и другие задачи, которые современному компьютеру понимать тяжело. Квантовый компьютер является антиподом квантовым линиям связи. Он является тем средством, которым можно разрушить современные системы криптографии, что привлекает к нему большой интерес различных правительств.  Он решает не только бесполезные задачи, как разрушение квантовой криптографии, также он может решать много математических задач, решать линейные уравнения и довольно много чего полезного может делать. Но не все. Это не значит, что перемножать он быстрее не сможет. Для того, чтобы его построить нужно уметь делать операции над элементарными квантовыми частицами. Например, над спинами, у которых может быть состояние спин вверх и спин вниз. Спин – это механический момент вращения частицы и как правило связан с магнитным моментом. Можно себе представить как спин направляется вверх или вниз. Казалось бы в обычных вычислениях мы биты так и строим. У нас есть состояние 0 и 1.  Между ними мы строим логические операции и мы можем построить компьютер любой сложности. В квантовом мире мы можем использовать тот факт, что частица может находится не только в состоянии 0 и 1, но и в супер позиции. И это позволяет нам подать на вход нашего вычислителя все возможности комбинации 0 и 1 за один раз и если мы правильно построим алгоритм вычисления, то получим правильный ответ.  Это приводит к новой проблеме, так как надо уметь строить квантовые алгоритмы. Их существует 40-50. Они постоянно обновляются и это является быстро расширяющейся областью: как строить вычисления так, чтобы использовать наиболее эффективно свойство частиц и получать действительно какие-то очень большие ускорения в вычислении. Свет здесь играет важную роль по нескольким причинам. Все вычисления вы можете сделать локально, но дальше результат нужно передать на другой узел. Наиболее интересным является тот случай, когда нам надо передать квантово-механическое состояние. Электроны взаимодействуют со всем и ими очень сложно передать квантово-механическое состояние, а свет универсальный переносчик. Частицы света можно использовать для переноса информации. С другой стороны, тот факт, что свет является таким видом волны, которую можно достаточно быстро модулировать он тоже важен.  И может возникнуть ситуация, когда вы сформировали классический ответ, но вам с ним что-то все равно надо сделать и куда-то передать быстрее. С  одной стороны, это универсальный передатчик информации, с другой стороны, это способ быстро передавать классическую информацию и в этом смысле тоже хочется управлять светом. Одной из задач квантовых технологий является научиться не только передавать информацию вещества на свет и со света на вещество, но и управлять свет светом. Это сложно.
 
Ю. ПОЛЕВАЯ: Какие здесь возникают проблемы?
 
А. АКИМОВ: Это сложно потому, что свет не взаимодействует не только с веществом, но и со светом.  Поэтому если вы пытаетесь управлять свет светом, а он сам с собой не взаимодействует, то возникает небольшая сложность. Эту сложность можно решить, если добавить то, с чем свет взаимодействует, а именно резонансный атом к этом свету. Дальше у вас возникает проблема близкая ко квантовому интерфейсу. Вам надо построить такую среду, чтобы прохождение одного фотона повлияло на прохождение другого. Единственным посредником, который у нас есть является атом.  Задача решается не для одного фотона, а для двух.  Вы получаете более интересный результат, так как вы можете переключать фотоны фотонами. Вы можете сделать это классическим вычислениями и для классических линий связи, для интернета или даже для оптического процесса внутри вашего компьютера, а можете для квантовых и вы можете переключать их не нарушая их состояния. Это позволяет расширить ваши вычислительные возможности и решать массу интересных задач, которые на сегодня мы решать не умеем. Вплоть до прогноза погоды.
 
Ю. ПОЛЕВАЯ: Что еще мы сможем делать?
 
А. АКИМОВ: Задач много. Это прежде всего оптимизационные задачи и задачи обращения с большими базами данных, которые становятся актуальными в связи с увеличением объема информации.  Это задачи расчета сложных систем. Например, поиск новых материалов с заданными свойствами. В некоторых случаях мы имеем хорошие модели, которые позволяют нам преуспевать прямо сейчас, а в некоторых случаях мы не умеем считать такие материалы и нам нужна квантовая механика для того, чтобы научиться их считать.  Есть задачи связанные с навигацией.  GPS- навигация достаточно неплохо работает. Если делать часы точнее, то можно сделать и навигацию тоже точнее.  В какой-то момент, возможно, это потеряет смысл, но точнее чем сейчас сделать возможно.  Для этого нужно научиться делать часы более точными . Оптические часы-  это часы основанные на атомах, но на частотах перехода лежащих в оптическом диапазоне они оказываются более точными. Сегодня они обходят а определение секунды на два порядка. Оптика пролезает с другой стороны, но навигация она не заканчивается тем, что у вас есть спутники и вы принимаете с них сигнал. Бывает навигация в гараже, а в гараже спутников нет. В этот момент вы переключаетесь на различного рода датчики, которые есть у вас в смартфоне или в навигаторе. Датчики обладают конечной точностью и на сегодняшний день у них смещается 0 и они не очень точные. Квантовые технологии тут могут быть использованы для того, чтобы улучшить эти датчики, то есть перевести их из мира электро-механических устройств в мир, который связан с фундаментальными свойствами атома и с его механическим моментом,  тем самым решить все проблемы дрейфов и сделать эту навигацию более точной. Это может быть важным и для подводных лодок и для самолетов, которые могут быть в каких-то плохих погодных условиях, естли что-то случилось с сигналом со спутника.
 
Ю. ПОЛЕВАЯ: По вашим прогнозам: когда это сможет осуществиться или это остается на уровне фантазий?
 
А. АКИМОВ: Разные вещи реализуются в разное время. Если мы говорим о часах, то они реализуются уже сейчас.
 
Ю. ПОЛЕВАЯ: Вы сказали, что если вы решите проблему управления свет светом, то всё это сможет реализоваться.  Эта проблема может быть решена в ближайшем будущем?
 
А. АКИМОВ: Скорее всего да. Уже сейчас появились некоторые технологии, которые в лаборатории позволяют решить эту проблему. На сегодняшний день есть лабораторные демонстрации управление фотонов фотонами. Это достижение последних 2-3 лет.  Мы видим,  что мы можем переключать одиночные фотоны с помощью других фотонов. На сколько быстро это может выйти в какие-то индустриальные образцы – это вопрос сложный, потому что это требует тщательной дополнительной проработки. Для того, чтобы из огромной лабораторной установки привезти это в небольшой макет, который больше похож на чип-интегрированный, перевести это в чип и сделать из этого устройство, которым можно пользоваться. Это большая работа, которую надо делать и которая займет не 1 год. На уровне принципиальных идей сегодня это возможно.  Такие устройства работают и есть смысл сделать их интегральными и реализовать массу интересных вещей.
 
Ю. ПОЛЕВАЯ: Как поймать фотон для того, чтобы его запрограммировать? Он же очень быстрый.
 
А. АКИМОВ: Хороший вопрос. Один из способов это сделать – это использовать резонаторы. Резонатор – это сумма двух зеркал  направленных друг на друга между которыми фотон может бегать вперед и назад.  Если поставить такую систему зеркал на пути фотона, то фотон будет бегать между ними достаточно большое время. Это будет время, которое вы можете с ним работать.  Также вы можете попробовать использовать плазмоны, то есть вы можете попробовать сконцентрировать фотон и преобразовать его из света в поверхностную волну на металле с сохранением его свойств. В этом случае вы можете пространственно его локализовать и уменьшить скорость его распространения. Вы можете использовать фотонные кристаллы, где вы можете попробовать путем правильного инжиниринга вашей стекляшки насверлив в ней дырок заставить фотон распространяться существенно медленнее, чем он распространяется в вакууме и уменьшить его групповую скорость.  Такого рода эксперименты были и оказывалось, что групповую скорость можно значительно снизить. Фотон поймать и затормозить для того, чтобы с ним работать возможно.  Второй вопрос в том, что это не всегда нужно. Если вы научились делать хорошее взаимодействие между атомом и фотоном, то вам и не нужно его останавливать. Вы его просто переписываете.
 
Ю. ПОЛЕВАЯ: По вашим прогнозам: когда появятся квантовые процессы для промышленного производства компьютеров?
 
А. АКИМОВ: Я не знаю. Некоторые говорят о том, что они уже появились. Компания D-Wave, которая выпускает странный вид квантовых вычислителей. До сих пор никто не может доказать, что они относятся к классу квантовых компьютеров и что они делают нечто большее, чем классические вычислители. Их успешно используют Google в обучении нейронов сетей и получает выигрыш в 30 тыс. раз по сравнению с использованием стандартных компьютеров. При том, это небольшие компьютеры 1 тыс. бит, тем не менее они умудряются получить огромный выигрыш. Голландцами было доказано, что для каждой задачи, в которой они получают выигрыш его можно было бы  получить на обычных графических процессорах использую нехитрые алгоритмы, но тут необходим для каждый задачи свой алгоритм. Недавно D-Wave выпустил еще более мощный компьютер с большим числом бит. Квантовые компьютеры уже появляются в нашей жизни. Они появляются не для обычного человека, они появляются для крупных компаний и стоят большие деньги, но тем не менее они начинают что-то изменять. Очень сложно сказать когда квантовые процессоры будут интегрированы в каждый телефон. Развитие обычного компьютера заняло порядка 40 лет. Если сейчас это представляет большие установки, то со временем это должно превратиться в небольшие чипы. Хочется верить, что это займет не очень много времени, иначе мы можем потерять к этому интерес.
 
Ю. ПОЛЕВАЯ: Приблизит ли создание квантовых вычислений к созданию искусственного интеллекта?
 
А. АКИМОВ: Не знаю. Есть люди, которые верят в это. Этот вопрос нужно задать людям, которые изучают головной мозг. На сегодняшний день никто не может доказать, что головной мозг использует что-либо кроме вполне описываемых классическим образом операций. Казалось бы, что искусственный интеллект можно создать уже сейчас просто нужны достаточно большие и серьезные сети. Может быть можно придумать что-то более хитрое и может быть квантовые технологии могут сыграть свою роль.  Я не являюсь специалистом в этом вопросе и подробно ответить не смогу.
 
Ю. ПОЛЕВАЯ: Будет ли осваивать промышленность ваши технологии?
 
А. АКИМОВ: Дело в том, что как показывает история развития науки, если вы придумываете что-то очень хорошее, но не совместимое с современной технологической линейкой, то вероятность того, что вы действительно что-то сможете сделать очень маленькая. Над этим вопросом нужно думать, поэтому часть вещей, которые мы разрабатываем, мы нарочно разрабатываем в направлении совместимом с технологической линейкой.  Иногда даже в ущерб некоторым характеристикам. В частности, когда мы говорим об квантовом интерфейсе, то один   из вариантов, который мы разрабатываем основан на материалах полностью совместимыми с BIOS-технологиями. Это дает нам надежду, что он может выйти в реальную жизнь.  Далеко не все исследования идут в этом направлении,  часто люди просто люди пытаются показать принципиальную возможность того или иного, но как показывает практика, что если об этом не думать, то они никогда в жизни не придут.  Мы стараемся об этом думать.
 
Ю. ПОЛЕВАЯ: Правда ли то, что с помощью квантового света лечат глазные заболевания? Вы что-то слышали об академике Панкове, который изобрел специальные квантовые очки для лечения глазных заболеваний.
 
А. АКИМОВ: Мы немного занимались этим вопросом и пытались разобраться, что действительно можно сделать с помощью одиночных квантов для лечения глаз.  Мое мнение такое: к сожалению, можно сделать немного. Глаз действительно является очень чувствительным инструментам к отдельным квантам, но в части лечения пока проверенных методик нет. Мы продолжаем искать возможность использования одиночных фотонов для диагностики и для лечения, но пока в этом нет большого прогресса.
 
Ю. ПОЛЕВАЯ: Предлагаю продолжить разговор о квантовых интерфейсах.
 
А. АКИМОВ: Квантовые интерфейсы бывают разные. Основная их задача переписать информацию со света на спины или на память в твердом теле. Одной из важных проблем является совместимость с технологией.  Здесь очень важно использовать материалы, которые совместимы с современной технологией. Мы используем СИМОС–технологию, но есть и другие варианты. Сегодня великое множество видов интерфейсов и у них разные свойства. Можно строить резонаторы и использовать два зеркала, о которых я уже рассказывал. Зеркала - это объемные вещи и их очень сложно совместить с технологией. Как можно заменить зеркала на что-то технологичное? Если вы начнете регулярно насверливать дырки в какой-то электрике, например в стекле, то на эти дырки можно посмотреть также, как мы смотрим на кристаллическую структуру в твердом теле. И можно сказать, что раз у меня есть кристаллическая зона, то у меня должна быть и зона проводимости из запрещенной зоны. Все тоже самое, что мы имеем в твердых телах, в которых есть полу-проводники металлы и изоляторы.  Тоже самое можно сделать в оптике. Путем правильного рассверливания дырок можно сделать изолятор, то есть что-то что будет отражать свет или проводник для того, чтобы проводить свет.  Тем самым построить какой-то резонатор. В такой системе можно организовать сильное взаимодействие между атомом и светом. Другой возможный подход – это использование материалов с очень необычными свойствами. Например, если мы используем плазмоны или гиперболические мето-материалы, то в этих материалах оказывается что они могут поглощать массу фотонов внутрь себя, то есть заставлять делать атомы и излучать их гораздо больше,  чем они бы излучали в свободном пространстве, но внутрь себя. Если правильно работать с этими материалами, то лишние фотоны можно извлекать и тем самым разговаривать с атомом. Сколько он излучает гораздо больше чем свободное пространство, то вы с вероятностью близкой к  100% через дополнительные фотоны  будете разговаривать с ним. Это два основных направления, в которых мы работаем. Как это не смешно, но наибольший прогресс получается в области фотонных кристаллов.
 
Ю. ПОЛЕВАЯ: Вы относитесь только к информационным технологиям или к более расширенным?
 
А. АКИМОВ: Мы близко к информационных технологиям. Мы также занимаемся сенсорами и датчиками, но мы не занимаемся квантовой химией и ядерной физикой. Хотя эти вещи, в которых существенную роль играет квантовая механика, но наш центр этим не занимается.
 
Ю. ПОЛЕВАЯ: Вернемся к разговору о свете. Что с ним происходит? Как вы его используете?
 
А. АКИМОВ: Помимо использования его в вычислениях и линиях связи свет еще является универсальным инструментом, который помогает в современных исследованиях и по существу является своеобразным основным инструментом для многих современных исследований.  Что можно делать светом? Светом можно останавливать и удерживать атомы. Некоторое время назад у нас были магнитно-оптические диски и они очень недолго просуществовали, но из оптики остались только CD-ROM, DVD-ROM и так далее.  Магнитная оптика продолжает развиваться и на сегодняшний день магнитно-оптические диски вполне могут заменить обычные диски. Связанно это с тем, что свет является очень удобным инструментом. Мы знаем как его фокусировать, как передавать на большие расстояния, так как он ни с чем не взаимодействует и мы умеет менять его свойства.  Он используется в целом ряде задач. Одна из задач – это квантовые симуляторы, это часть тематики моей группы.
 
Ю. ПОЛЕВАЯ: Расскажите подробнее о квантовых симуляторах.
 
А. АКИМОВ: Квантовые симуляторы - это попытка смоделировать сложные задачи в квантовой механике. В нашем случае это разработка новых материалов с помощью квантовых механических частиц, помещенных в контролируемую и управляемую среду. Мы используем свет для того, чтобы останавливать атомы, расставлять их в определенные места, удерживать их светом в этих местах и тем самым строить структуру очень похожую на ту, что происходит в твердом теле. Потом мы меняем эту структуру или оказываем на нее какие-то воздействия.  Нужно понять какие должны быть свойства в таком твердом теле и поменяв структуру сделать свойства такими, как нужны они нам.  Мы получим макет таким каким должен быть материал. Дальше химикам его нужно будет каким-то образом вырастить и получить новый материал. Это показывает на сколько мощным инструментом является свет. Другой пример, допустим вы построили какую-то квантовую память, которую вы будете считывать.  Если вы будете считывать электрическим током, то это может быть достаточно медленно и могут быть потери информации.  Если вы считываете с помощью света, то это быстро и без потери информации. А самое главное – это может быть дистанционно, то есть вы можете использовать оптические волокна, в которых нет выделения тепла и это энергетически выгодно. Например, есть такие центры окраски в алмазе, которые обладают свойством светиться по разному в зависимости от того, в каком состоянии их электронные спи. Если он имеет нулевую проекцию, то он светится ярче, если единицу, то менее ярко. Если на него посветить, то по тому как он откликается можно понять состояние метод считывания и это очень удобно.
 
Ю. ПОЛЕВАЯ: Касательно квантовых симуляторов вы работаете с химиками?
 
А. АКИМОВ: Мы пока моделируем материалы. Мы скорее работаем с теоретиками для того ,чтобы научиться понимать  материалы. Мы пока их только моделируем. При помощи света и атомов мы строим их макеты.
 
Ю. ПОЛЕВАЯ: Какие перспективы в работе с химиками? И какие существуют проблемы?
 
А. АКИМОВ: Проблема в том, что это достаточно сложно. Это тот способ решить те задачи, которые мы на сегодняшний день не можем решить никакими вычислительными мощностями, которые у нас есть, но тем не менее это сложная техническая задача, это громоздко и это требует аккуратного создания всех световых полей, аккуратного манипулирования ими и в этом есть техническая сложность. Поэтому это будет длиться несколько лет. Похоже, что лет через 5 лет квантовые симуляторы будут давать какие-то новые материалы, которых не было.
 
Ю. ПОЛЕВАЯ: Чем еще занимается ваша группа и ваша лаборатория?
 
А. АКИМОВ: Мы занимаемся центрами окраски в алмазе. От сюда и происходит название интегрированная фотоника. Мы строим квантовые интерфейсы, поэтому это моя любимая тема. Мы стараемся научиться переписывать информацию со света в центры окраски в алмазе и наоборот.  Мы занимаемся датчиками. Мы стараемся построить датчики магнитного поля, вращения. Возможно, со временем будем делать датчики магнитного поля, основанные на центре окраски алмазами. Дело в том, что этот центр окраски очень интересный. Алмаз прозрачный материал и он очень чистый. Его чистота означает то, что в нем очень мало примесей содержащих в себе заряд или спи. Поэтому эту примесь в него вы вносите, то она оказывается изолированной и это отличает его от кремния и от многих других материалов и вы с ним можете эффективно работать.
 
Ю. ПОЛЕВАЯ: Если вы и ваши коллеги реализуете все то, что вы хотите, что мы будем иметь?
 
А. АКИМОВ: Очень многое. Можно начать с малых вещей: если мы научимся делать датчики, которые мы хотим, то это сильно изменит диагностику заболеваний в медицине. Мы можем диагностировать рак на ранней стадии и многие другие заболевания. Это изменит систему навигации, то есть телефон перестанет ошибаться и будет правильно ориентироваться на дороге. Если говорить о задачах квантовых симуляторов, то в конечном итоге нам удастся создавать магнитные материалы не использующие редких земель, то это просто сильно изменит рынок вещей связанных с электромобилями и с электрическими двигателями.  Если нам удастся высокотемпературную сверхпроводимость, то это сильно изменить рынок электроэнергии и прекратиться обрывы в линии электропередач. Также это достаточно сильно может повлиять на наш транспорт.  Например, можно сделать поезд на магнитной подушке и поезда будет летать над рельсами, а не ехать по ним. Также может возникнуть много других интересных вещей связанных с тем, что у вас есть сверхпроводимость в комнатной температуре. Спектр задач и изменений очень большой. Если удастся сделать квантовые вычислители, которые будут решать много задач гораздо быстрее, то упростится не только поиск в сложной базе данных, но и многие задачи связанные с переводом текстов, связанные со сложными вычислениями для индустрии, когда вам нужно рассчитать сложные макеты и так далее.
 
Ю. ПОЛЕВАЯ: Это партнерство происходит сейчас?
 
А. АКИМОВ: Происходит. Во-первых я работаю не один. В квантовом центре нас достаточно много.  Разные люди контактируют по разным вопросом с теми или иными внешними организациями. Мы пытаемся говорить с биологами, с медиками и с инженерами. Часть исследований квантового центра уже сейчас лежит в области биологии. Мы активно разговариваем с различного рода представителями биологических и медицинских организаций для того, чтобы понять на сколько полезными могут быть для них одиночные фотоны.  Если сейчас мы говорим с конкретными компаниями, то в будущем это будет более широкий разговор и с технологами и с химиками самых различных сфер.
 
Ю. ПОЛЕВАЯ: Правда ли что в Америки создали квантовый компьютер, который может за секунду делать квинтильон операций? Это миф или реальность?
 
А. АКИМОВ: Это пока еще миф. Это склейка из двух новостей.  С одной стороны в Америке действительно создали некоторый квантовый компьютер компанией D-WAVE, но он достаточно ограниченный и он умеет искать только минимум. Это единственная, но полезная задача. Он не умеет решать задачи разложения на множители, и соответственно, он не умеет взламывать банковские коды. Есть фантастическая история, в которой говориться о том, что квантовый компьютер уже создан, но на самом деле это только литература.
 
Ю. ПОЛЕВАЯ: Квантовые технологии похожи на нано-технологии вокруг которых куча каких-то мифов и все ими пугают.  Почему вокруг квантового компьютера много фантазий и якобы опасностей, которые он представляет для людей?
 
А. АКИМОВ: Тут физики виноваты немного сами. Алгоритм Шора, который позволяет разлагать на множители и соответственно взламывать современные коды он являлся главным мотиватором для развития квантовых компьютеров.  Он показал, что действительно есть задачи, которые мы можем быстро решать при помощи квантового компьютера, но задача оказалась не очень приятной. Вторая часть проблемы в том, что его нет. А того чего нет вокруг него легко строить мифы и легенды.
 
Ю. ПОЛЕВАЯ: Нейронные технологии имеют перспективу по сравнению с квантовыми?
 
А. АКИМОВ: Наверное. На сегодняшний день это один из интересных трендов и их полный потенциал не очень понятен. Кто выиграет – это вопрос реализации, то есть если появится нейронные технологии появятся раньше, то они могут выиграть за счет того, что они быстрее.
 
Ю. ПОЛЕВАЯ: Можете ли вы объяснить что такое свет?
 
А. АКИМОВ: Свет – это электромагнитная волна, которую  мы можем воспринимать нашими глазами более или менее. 
 
Ю. ПОЛЕВАЯ: Спасибо и до свидания.
 
А. АКИМОВ: Спасибо.