Роль квантовых компьютеров в дипломатии будущего обсуждают в Женеве

Задачи, которые обычные компьютеры будут решать годами, квантовый компьютер (КК) решит за мгновения. Christian Lunig / Science Photo Library

Потенциал квантовых вычислений (то есть вычислений, выполняемых на специальном оборудовании с применением квантовой механики) — одна из основных тем проходящего в Женеве саммитаВнешняя ссылка «Женевского прогностического Центра науки и дипломатии» (GESDA), структуры, созданной при поддержке правительства Швейцарии с целью совершенствования практики и инфраструктуры диалога между дипломатами и научным сообществом.

Перевод с английского: Игорь Петров. 

Приехавшие в Женеву на первый саммит GESDA представители бизнеса, дипломатии и научного сообщества обсудят, среди прочего, и роль квантовой компьютерной техники в формировании общества будущего и, соответственно, в коренных преобразованиях параметров межгосударственного много- и двустороннего диалога стран, правительств и гражданских обществ, которые, возможно, произойдут уже в среднесрочной перспективе. Как обеспечить управление процессами и явлениями, ставшими следствием массового внедрения квантовой компьютерной техники, как гарантировать доступность ее потенциала для всех? Таковы вопросы, которые обсуждают сейчас в городе Кальвина.

Но что такое вообще квантовые компьютеры, что они смогут делать и в чем их особенность? Квантовые компьютеры осуществляют передачу и обработку данных, используя свойства квантовой механики, такие как квантовая суперпозиция и квантовая запутанность, из-за чего такой компьютер, в отличие от обычного, может оперировать не только нулем или только единицей, но одновременно и нулем, и единицей, т. н. «кубитамиВнешняя ссылка», что в теории позволяет обрабатывать все возможные состояния одновременно, достигая качественного превосходства над обычными компьютерами в том, что называется вычислительной мощью. Задачи, которые обычные компьютеры будут решать годами, квантовый компьютер (КК) решит за мгновения. 

Сегодня квантовые компьютеры еще малосильны и нестабильны, порой они пригодны только для решения одного узкого класса задач. Одна из проблем, мешающих пока обеспечить построение квантового компьютера в виде реального физического прибора, состоит в поиске решения задачи на ограждение находящихся в связанном состоянии кубитов от внешних воздействий. «Здесь все еще существует значительная неопределенность, но я не вижу фундаментальных причин, по которым мы не сможем построить в итоге такой квантовый компьютер, хотя это на данный момент инженерная задача огромной степени сложности», — говорит Николя Гизин (Nicolas Gisin), профессор Женевского университета и Технологического института г. Шаффхаузен (Schaffhausen Institute of Technology), признанный эксперт в области квантовых технологий. 

Что такое GESDA? 

«Женевский прогностический Центр науки и дипломатии» (GESDA), фонд, созданный при участии правительства Швейцарии, проводит свой первый в истории «саммит» в Женеве с 7 по 9 октября 2021 года. Список докладчиков и спикеров уже впечатляет, равно как и вопросы, которые будут обсуждаться на этой научно-практической конференции, включая декарбонизацию экономики, перспективы и пределы генетики, искусственный интеллект и ситуация в образовательной сфере на фоне пандемии COVID-19. 

Фонд GESDA ставит своей целью разрушение замкнутых пространств, в которых в отношении друг друга существуют дипломатия и наука и создание основ для взаимовыгодного и плодотворного диалога дипломатов и ученых. По итогам этих консультаций предлагается наметить возможные крупные научно-инновационные прорывы на ближайшие пять, десять и двадцать пять лет, а затем определить, что может потребоваться для их сопровождения с точки зрения глобального управления. Третьим этапом станет аккумулирование средств для реализации принятых на саммите решений.

Идея состоит в том, чтобы завершить этот саммит с совершенно конкретно сформулированным взглядом на некоторые актуальные темы и на то, что нужно сделать дальше, чтобы начать решить проблемы, выявить которые нам удалось в последнее время», — говорит Оливье Дессибур (Olivier Dessibourg), директор GESDA по связям с научной общественностью и информационно-просветительской работе. 

Фонд GESDA была официально учрежден в сентябре 2019 года. Среди его учредителей находятся федеральное правительство Швейцарии, а также кантон и город Женева. Вместе они профинансировали работу фонда на сумму в 3,6 млн швейцарских франков (3,9 млн долл.). Этих денег должно хватить до конца августа 2022 года. Фонд также уже собрал 5,4 млн франков в виде частных пожертвований.  

Квантовые компьютеры способны помочь решить некоторые из самых насущных мировых проблем. Они могут ускорить открытие инновационных материалов для, например, более долговечных автомобильных аккумуляторов или создания более эффективных солнечных батарей. Такие КК могут помочь разработать новые методы терапии, но при этом они способны в теории с легкостью взламывать все на данный момент существующие методы шифрования, а это означает, что информация, надежно защищенная сегодня, может не оказаться таковой уже послезавтра.

Взломать любые шифры?

Для частного бизнеса победа в конкурентной гонке в области разработки и построения надежных и мощных квантовых компьютеров означает получение огромных экономических выгод, для отдельных стран монополия в сфере КК означает получение значительного преимущества в области национальной безопасности, как когда-то это произошло с ядерным оружием. Николя Гизин говорит, что квантовые компьютеры, способные моделировать новые химические молекулы, могут появиться уже через 5–10 лет, а еще более мощные КК, способные, например, взламывать едва ли не любые шифры, могут стать реальностью лет через 10–20 лет. Темпы развития этих технологий будут зависеть от масштабов инвестиций. Крупные технологические компании, такие как IBM, Microsoft и Google, уже разрабатывают квантовые компьютеры, США, Китай и Европа инвестируют в квантовые технологии значительные средства. 

Предвидеть появление, а главное, последствия этих технологий очень важно уже сейчас. «Сейчас существуют различные сценарии, некоторые из них могут нам понравиться, а некоторые наоборот», — говорит немка Хайке Риэль (Heike Riel), приглашенная научная сотрудница Центра разработок и внедрения IBM Research в Цюрихе. «Думать о том, какие нормативные акты вам могут понадобиться уже в ближайшее время, или о том, какие исследования нам нужно развивать в приоритетном порядке, нужно уже сейчас. Для успешной работы ученым нужны благоприятные рамочные условия, в том числе и на международном уровне. И тут мы сразу видим, что между наукой и дипломатией, наукой и политикой определенно существуют взаимные связи. Дипломатия вполне может способствовать развитию науки».

Во многом создание возможностей для трансграничного сотрудничества ученых зависит именно от политиков и дипломатов. Их инициативы, а также характер и перспективы финансирования, направленного на решение тех или иных конкретных инженерно-технических задач, напрямую влияют на направление приложения исследовательских усилий. «И тот факт, кстати, что Швейцария сейчас (из-за провала переговоров Берна и Брюсселя по Рамочному соглашению, — прим. ред. рус.) находится вне европейских научно-исследовательских структур, выглядит абсурдом, это только вредит и Швейцарии, и Европе», — высказывает свое частное мнение Н. Гизин. «Очень важно, чтобы Европа и Швейцария поняли: от сотрудничества и кооперации в науке выиграем мы все». Напомним, что с июля 2021 года Швейцария имеет лишь ограниченный доступ к европейской программе научных исследований Horizon Europe, в рамках которой осуществляется финансирования инновационных исследований ЕС.

Наука для дипломатии

Многие современные проблемы, с которыми сталкиваются развитые страны, но не только, такие как изменение климата или пандемия, носят глобальный характер. Мотивировать правительства разных стран мира договариваться о совместной работе над решениями такого рода проблем очень непросто, и тут свой вклад могут внести ученые. «Исследовательское сообщество предпочитает работать сообща на глобальном уровне, такое сотрудничество и раньше в истории помогало преодолевать разного рода барьеры», — говорит Хайке Риэль. 

Квантовые компьютеры осуществляют передачу и обработку данных, используя свойства квантовой механики, такие, как квантовая суперпозиция и квантовая запутанность. IBM

Так, совместные усилия ученых во время пандемии и дали, собственно, миру действенные вакцины, причем произошло это с рекордной скоростью. Советские ученые продолжали участвовать в проектах «Европейской организации ядерных исследований» (ЦЕРН) в Женеве даже во время холодной войны, что позволяло поддерживать определенный уровень научной коммуникации. «В науке у нас есть общая почва, и она в некотором роде универсальна. Ученые из США, Канады, Австралии, Европы и Китая — все они работают над одними и теми же проблемами, все они пытаются решить одни и те же вопросы, — говорит Хайке Риэль. 

Именно поэтому ученые также должны играть свою весомую роль в рамках информирования общества и налогоплательщиков о том, что они делают, а также налаживания информационного обмена между сферами политики и науки, пусть даже политики и не всегда при принятии решений полагаются только на потенциал науки. «Очень важно, чтобы мы, ученые, регулярно информировали общество о том, что мы делаем, чтобы наша работа не была тайной, пугающей людей», — говорит Х. Риэль. «В конечном счете, для успешного решения глобальных проблем ученым, дипломатам и политикам придется работать вместе, иного им не дано».