/

Михаил Насибулин. Почему для России важно лидерство в квантовой гонке

Михаил Насибулин. Почему для России важно лидерство в квантовой гонке

Михаил Насибулин

Директор проекта «Развитие квантовых вычислений» Госкорпорации «Росатом»

Михаил Насибулин. Почему для России важно лидерство в квантовой гонке

download PDF
20 октября 2021, 22:17    863

В 2020 году Правительством РФ утверждена дорожная карта развития высокотехнологичной области «Квантовые вычисления», которая была разработана Госкорпорацией «Росатом» во взаимодействии с представителями научного и экспертного сообщества, а также с федеральными органами исполнительной власти. Зачем нашей стране участвовать в глобальной квантовой гонке, какую практическую пользу могут принести квантовые технологии отечественной экономике, журналу RUБЕЖ рассказал Михаил Насибулин, директор проекта «Развитие квантовых вычислений» Госкорпорации «Росатом».

RUБЕЖ: Проект по созданию квантового компьютера, за который отвечает «Росатом», является масштабным как по научно-техническим задачам, так и по финансовой емкости… Мы знаем о 24 миллиардах рублей, которые будут выделены на этот проект. Насколько уровень вызовов и затрат соответствует действительной необходимости создания квантового компьютера для страны, ну и зачем это в целом России?

Михаил Насибулин: Действительно, сейчас в мире идет настоящая квантовая гонка. И сильные технологические компании России в эту гонку включились. Планируется, что к 2025-2028 годам развитие квантовых технологий будет настолько бурным, что отстающие в этой гонке страны технологически будут государствами «второго эшелона». И здесь речь идет не про квантовый компьютер как самоцель, а про технологическую конкурентоспособность и безопасность страны в будущем.

В соответствии с Соглашением о намерениях с Правительством России Росатом разработал дорожную карту развития высокотехнологичной области «Квантовые вычисления», одним из результатов которой должна стать разработка прототипа квантового процессора из 30-110 кубитов (в зависимости от технологической платформы) к 2024 году.

Для достижения данного результата перед корпорацией была поставлена ключевая задача – объединить все научные компетенции и ресурсы, которые есть в стране, для реализации этого проекта, в том числе университеты, научные центры, производственные и инвестиционные компании, стартапы. Площадкой совместной работы стала Национальная квантовая лаборатория – научно-технологический консорциум, который был создан в 2020 году. Он является основой отечественной квантовой экосистемы, включает развитие кадрового потенциала, создание образовательных программ и стартапов, взаимодействие с технологическими и финансовыми партнерами.

Дорожную карту мы актуализируем в ежегодном режиме, потому что проект развивается, меняются технологии, появляются новые перспективы практического использования квантовых вычислений. Но неизменно одно – мы ведем работу по объединению всех сильных компетенций, которые есть в нашей стране, чтобы Россия в результате вышла из квантовой гонки победителем.

RUБЕЖ: Вы сказали интересную вещь о межстрановой конкуренции. Возникает сразу вопрос: конкуренции за что? В чем и за что?

Михаил Насибулин: Конкуренция за стратегические позиции в технологиях, которые в перспективе будут определять конкурентоспособность государств во многих отраслях экономики и качество жизни. А еще в современном высокотехнологичном мире конкуренция идет за ресурсы - за кадровые ресурсы, уникальный потенциал, способный обеспечить технологический переход на новый уровень. Поэтому на наших глазах обостряется конкуренция за таланты. И нам необходимо создать условия для работы умных и талантливых людей здесь, в России, чтобы они не уезжали за рубеж, а реализовывали свои проекты в нашей стране. Мы также можем привлекать ученых и экспертов из других стран - уже сегодня ряд российских ученых вернулись в Россию, получив здесь условия для реализации своих квантовых научных проектов.

RUБЕЖ: То есть вы говорите о конкурировании за кадры?

Михаил Насибулин: В первую очередь, квантовая гонка – это конкуренция за кадры, которые будут развивать технологии. Сейчас борьба идет за развитие компетенции по квантовым вычислениям. Ведь если говорить о прикладных задачах, то сейчас стоит задача создания мощного квантового процессора. У нас, как и во всем мире, это пока венчурные вложения, но в будущем, убежден, что все затраты, связанные с его разработкой будут оправданы с лихвой.

RUБЕЖ: Вы сказали про безопасность - о том, что квантовая тематика определяет безопасность страны. А каким образом?

Михаил Насибулин: На сегодняшний день главным заказчиком квантовых технологий в большинстве стран является государство. Во многом, это объясняется стратегической важностью квантовых технологий для обеспечения защищенности интересов государства, например, для обеспечения безопасности в информационной сфере.

В разрезе индустриальных применений квантовые вычисления будут нужны компаниям, которым необходимо обрабатывать много данных или решать сложные расчетные задачи. Для этих целей во многих крупных государственных и частных компаниях создаются центры компетенции, что приводит к накоплению опыта и решению соответствующих проблем.

Росатом конкретно отвечает за квантовые вычисления. Наша задача – построить компьютер, который сможет решать задачи гораздо быстрее и дешевле с точки зрения энергетических затрат. И эти задачи будут реальными и полезными для страны.

RUБЕЖ: Двадцать четыре миллиарда – это на ваш взгляд недостаточно?

Михаил Насибулин: до 2024 года достаточно. А дальше, безусловно, понадобятся еще средства.

Но к этому времени, я надеюсь, мы уже пройдем научный этап и перейдем в прикладную плоскость, в том числе будем развивать коммерциализацию данного направления, запускать квантовые компьютеры в промышленное производство. И здесь уже гораздо больше будут понятные цели, эффективность и окупаемость проекта.

RUБЕЖ: Если это игра в долгую, дорожная карта по квантовым вычислениям на какой срок рассчитана? И кто участвовал в ее разработке кроме Росатома?

Михаил Насибулин: Программа рассчитана до 2024 года включительно. Изначально дорожная карта создавалась на пять лет. Мы будем продолжать эту историю дальше ожидаем, что Правительство одобрит нашу инициативу о долгосрочной программе развития квантовых вычислений до 2030 года.

Что касается концепции развития квантовых вычислений, Росатом создавал ее во взаимодействии со всеми ключевыми игроками данной области: Российским квантовым центром, Физическим институтом имени П.Н. Лебедева РАН, МГУ имени М.В. Ломоносова, МФТИ, МИСиС и рядом других научно-исследовательских институтов. Документ мы согласовывали со всеми заинтересованными ведомствами.

Минцифры России нам очень помогает в реализации дорожной карты, поскольку финансирование дорожной карты обеспечивается в рамках федерального проекта «Цифровые технологии» национальной программы «Цифровая экономика Российской Федерации», а также привлекаемыми внебюджетными средствами - Росатомом вложено 2 млрд рублей собственных средств в 2020 г.

RUБЕЖ: Насколько известно, планируется разработка квантового компьютера на четырех платформах. Чем это обусловлено?

Михаил Насибулин: Сейчас в мире существуют 4 приоритетные технологические платформы, на основе которых разные корпорации и страны разрабатывают квантовые процессоры - сверхпроводники, нейтральные атомы, фотонные чипы и ионы в ловушке. Нет подтвержденного мнения о превалирующей эффективности той или иной платформы, поэтому мы решили проводить работы на всех платформах одновременно. Тем более, для этого в России есть ресурсы: с советских времен сформированы научные заделы по фундаментальной физике, работает достаточное количество сильных ученых, функционируют научные и исследовательские центры. Кроме того, у нас есть еще перспективные направления, которые пока не приобрели большую популярность в мире, в т.ч. технологические платформы на основе гетероструктуры SiGe, магнонов, поляритонов. В России существует порядка шестнадцати научных групп, которые работают по разным направлениям квантовой тематики. И Росатому отводится роль координатора деятельности этих групп, которые в своих лабораториях разрабатывают прототипы квантовых процессоров.

RUБЕЖ: Что значит разработка квантового компьютера на четырех платформах?

Михаил Насибулин: Можно идти двумя путями: создавать универсальный квантовый компьютер, который может решать все задачи, либо создавать квантовый симулятор для достижения конкретных целей (прим. Квантовый симулятор создается под конкретную задачу без возможности программирования и настройки и имитируют только одну или несколько систем, для исследования которых он предназначен. В отличие от квантового симулятора, квантовый компьютер представляет собой полностью программируемую квантовую систему). Мы идем по этим двум путям. Если сравнивать процесс со сборкой машины на конвейере, то автомобиль можно собрать на разных технологических платформах - с бензиновым, дизельным или электрическим двигателем. Но пока ученые не уверены на сто процентов, что нужно строить только электрические автомобили. Поэтому мы вкладываемся в разные платформы: сверхпроводники, атомы, ионы и фотоны. Как я уже сказал, у нас есть научные коллективы, которые специализируются в своем направлении. Какое-то из них вероятно станет лидирующим. А дальше после 2024 года совместно с экспертами будем принимать решения о том, на что нужно делать ставку, на каких технологиях квантовые компьютеры следует запускать в промышленную эксплуатацию.

RUБЕЖ: На фоне поддержки российских производителей радиоэлектронных компонентов понятно ли, на каких площадках такие процессоры могут производиться?

Михаил Насибулин: Пока решение не принято. Но в ближайшее время начнем более плотное взаимодействие с теми российскими организациями, которые занимаются развитием микроэлектроники, будем следить за инновациями в этой сфере и предложениями российских разработчиков. Безусловно, будут приложено максимум усилий, чтобы компьютер собирать на отечественной компонентной базе.

RUБЕЖ: А нет ощущения, что несмотря на то, как интенсивно государство сейчас вкладывает в развитие радиоэлектроники, «девять женщин не родят ребенка за месяц»? Что объем вложений государственных средств призван компенсировать какой-то, может быть, эволюционный провал в развитии этой отрасли?

Михаил Насибулин: Конечно, существуют проблемы из-за санкций, глобального дефицита компонентов. В России и других странах значительно увеличены вложения в микроэлектронику. Надеюсь, что российские разработчики добьются успехов. А мы постараемся загрузить их заказами.

RUБЕЖ: Складывается впечатление, что сейчас на примере разработки квантовых процессоров мы видим некую попытку догнать и перегнать другие страны. Насколько желаемое соответствует реальным возможностям, применительно к квантовым процессорам и квантовым компьютерам?

Михаил Насибулин: У нас сейчас есть все основания полагать, что мы действительно можем занять лидерские позиции в области квантовых технологий, в частности квантовых вычислений. В дополнение к научному потенциалу есть опыт Росатома в реализации масштабных наукоемких проектов, которые опережали свое время, в том числе опыт их эффективного управления и коммерциализации. При этом корпорация не тянет одеяло на себя: мы прикладываем усилия, чтобы создать равные условия для всех участников процесса, предоставляя оборудование или возможность сотрудничества с зарубежными учеными. И Национальная квантовая лаборатория, которую я упоминал выше, - это открытый консорциум, в который могут вступить новые игроки. Ключ к успеху - это гибкость, с одной стороны, с другой стороны – ресурсы и опыт Росатома. Перечисленные факторы и приведут к успеху.

RUБЕЖ: Когда появится рынок коммерческих заказчиков квантовых процессоров квантовых компьютеров?

Михаил Насибулин: В России в настоящее время рынок квантовых вычислений не сформирован, поскольку сейчас мы находимся на этапе разработки квантовых процессоров. Это значит, что отечественному квантовому компьютеру еще предстоит доказать бизнес-перспективы на мировом рынке, где существует конкуренция. Поводом для оптимизма здесь является тот факт, что рынок суперкомпьютеров и связанные с ним технологии сейчас достигли некоего предела. Компьютеры, построенные на квантовых принципах, будут эффективнее классических компьютеров за счет многократного увеличения скорости вычислений и применения недоступных ранее явлений квантовой механики для решения некоторых классов вычислительных задач, как минимум, в следующих сферах: квантовая химия и новые материалы, биомедицина, логистическая оптимизация, большие данные и машинное обучение, банки и страхование, финансовый сектор, энергетика, ритейл. И пока до конца непонятно, будут ли универсальные квантовые компьютеры, которые можно использовать во всех отраслях экономики. Но мы точно знаем, что специализированные квантовые компьютеры для решения конкретных отраслевых задач точно будут. С учетом текущей стадии фундаментальных исследований коммерциализация технологии и выход на рынок с продуктами планируется после 2024 г. И это будет огромный рынок.

RUБЕЖ: Какие еще отраслевые задачи будут решать квантовые компьютеры?

Михаил Насибулин: Все, что связано с обработкой больших данных - это принципиально важно для развития биотехнологий, фарминдустрии, логистики, нефтехимии. Например, для компаний нефтегазового сектора, металлургии также важен результат анализа большого массива данных. Квантовый компьютер может решить множество задач, которые сейчас пытается решать искусственный интеллект, и стать как раз ресурсом для ИИ, который зачастую упирается в вычислительные мощности. Кстати, для развития этого направления компания «Цифрум» (входит в Росатом) совместно с Российским квантовым центром создал Лабораторию по исследованию и разработке методов оптимизации решения задач машинного обучения и искусственного интеллекта на квантовых компьютерах, которая будет развивать технологии квантовых вычислений с целью радикально ускорить решение задач оптимизации, обработки больших массивов данных, кластеризации и классификации.

RUБЕЖ: Получается, даже «Умный город» завязан на появлении таких компьютеров, потому что обработка big data станет основой для принятия управленческих решений. Но информации о проектах, платформах, обрабатывающих большие данные и предлагающих некие управленческие решения на их основе, до сих пор не было.

Михаил Насибулин: В данном случае будет предоставлен инструмент для увеличения вычислительной мощности искусственного интеллекта, которую сегодня не может дать суперкомпьютер.

RUБЕЖ: Почему было принято решение построить центр нанофабрикации на базе «Сколково»?

Михаил Насибулин: Потому что здесь накоплен значительный опыт формирования инновационной инфраструктуры по разным направлениям. Между Росатом, Сколтехом и Российским квантовым центром заключен Меморандум о взаимопонимании, в соответствии с которым указанные стороны выразили намерения и готовность рассмотреть возможность формирования, расширения и развития научно-экспериментальных баз сторон, а также возможность создания и эксплуатации объектов совместной инфраструктуры сторон. Кроме того, между Фондом «Сколково», Росатомом и
ООО «СП «Квант» заключено соглашение о партнерстве с целью осуществлять исследовательскую деятельность на территории инновационного центра «Сколково».

Добавлю, что в Сколково есть определенный льготный налоговый режим для его участников (освобождение от уплаты НДС, налогов на прибыль и имущество организаций, применение пониженных тарифов страховых взносов), созданы комфортные условия для проведения научных разработок. В Сколково располагается упомянутая Лаборатория квантового искусственного интеллекта.

RUБЕЖ: Вы рассматриваете перспективу сотрудничества с наукоградами? С Новосибирским академгородком, Иннополисом?

Михаил Насибулин: Мы взаимодействуем с коллегами из Новосибирска и Татарстана. Но ближайшие несколько лет мы, скорее всего, будем обсуждать какие-то пилотные запуски. В масштабировании проекта сейчас нет необходимости, скорее, важно наоборот, все компетенции собрать в одном месте.

RUБЕЖ: А кого из стран вы сейчас считаете максимально передовым конкурентом в вопросе разработки квантовых технологий, квантовых компьютеров?

Михаил Насибулин: Это, безусловно, Китай и США. В Евросоюзе также есть комплексная программа по развитию квантовых технологий, сформирован межстрановой консорциум, в рамках которого исследователи из различных европейских государств ведут совместные проекты. Над научным сообществом не так сильно довлеют санкции, ученые все равно общаются, несмотря ни на какие политические проблемы. Мы, кстати, плотно взаимодействуем с европейскими коллегами, проводим совместные конференции. На таких встречах происходит обсуждение актуальных задач с точки зрения науки, обмен мнениями. Мы считаем, что очень важно консолидировать усилия и поддерживать научный диалог исследователей разных стран.

RUБЕЖ: Вы упоминали Национальную квантовую лабораторию - что это за образование? Кто сейчас входит в лабораторию?

Михаил Насибулин: Консорциум «Национальная квантовая лаборатория» – это международный научно-технологический консорциум. Первыми в НКЛ вступили 7 структур: организация Росатома – ООО «СП «Квант», НИУ «ВШЭ», НИТУ «МИСиС», МФТИ (НИУ), Физический институт имени П.Н. Лебедева РАН, Российский квантовый центр и Фонд «Сколково». Впоследствии в консорциум войдут другие заинтересованные организации - проводится совместная работа по вступлению в НКЛ Росконгресса, Газпромбанка, Ростелекома, МГУ им. М.В. Ломоносова, Роснано, Сбербанка, НИЯУ «МИФИ». В НКЛ входят не только научные организации, вузы и НИИ, но и компании, которые либо планируют у себя открывать подразделения по квантовым технологиям, либо уже их создали. Консорциум нацелен на развитие в России квантовых и смежных с квантовыми технологий, а также обеспечение глобальной конкурентоспособности российских квантовых технологий, продуктов и сервисов.

На площадке НКЛ организации смогут объединять усилия для организации научных конференций и мероприятий по популяризации квантовых технологий. Также мы планируем развивать направление по подготовке кадров, чтобы в дальнейшем трудоустраивать выпускников вузов - самые талантливые смогут работать в квантовых лабораториях Росатома.

RUБЕЖ: Вы сказали про подготовку кадров. А она будет начинаться только в вузах или появится специальная обучающая программа в школах?

Михаил Насибулин: У нас есть свои кружки по квантовой физике и лекции по квантовым вычислениям для школьников - это инициатива наших научных руководителей. Также на базе образовательного центра «Сириуса» в Сочи проводятся международная конференция для студентов по квантовым вычислениям и международная школа по квантовым вычислениям для школьников. Но в первую очередь, конечно, мы ориентируемся на вузы, потому что потребность в кадровых ресурсах через несколько лет только возрастет в связи с ростом интереса к квантовым технологиям. Аналогичная ситуация была с искусственным интеллектом - теперь у каждой крупной компании есть подразделение, которое занимается этим направлением. Поэтому нужно уже сейчас инвестировать в будущих специалистов.

RUБЕЖ: Квантовые специальности входят в атлас перспективных профессий и учитываются в системе профессиональных стандартов? Будет рынок труда для таких специалистов?

Михаил Насибулин: Сейчас сложно прогнозировать, какой будет спрос на этих специалистов. Мы стараемся анализировать будущие потребности и в соответствии с ними организовывать подготовку студентов и тщательный отбор на наши магистерские программы. Мы надеемся, что при правильной подготовке образование получат действительно лучшие. Скорее, спрос на этих специалистов будет расти, и предложение будет догонять спрос. А пока рынок труда в этой сфере очень маленький и реализовать себя в разработках в сфере квантовых технологий можно только в научных группах НКЛ.

RUБЕЖ: Что из всего запланированного можем увидеть уже в 2021 году и в начале 2022?

Михаил Насибулин: В 2021 году планируется завершение работы над 4-кубитным квантовым процессором. По крайней мере, рассчитываем на несколько прототипов, работающих на нескольких платформах. Кроме того, будет приобретено современное оборудование для научных лабораторий.


Yandex.Дзен

Подписывайтесь на канал ru-bezh.ru
в Яндекс.Дзен

Вы должны авторизоваться, чтобы написать комментарий


    Яндекс.Директ

    RUБЕЖ в facebook RUБЕЖ в vk RUБЕЖ в twitter RUБЕЖ на youtube RUБЕЖ в google+ RUБЕЖ в instagram RUБЕЖ-RSS

    Контакты

    Адрес: 121471, г. Москва, Фрунзенская набережная, д. 50, пом. IIIа, комн.1

    Тел./ф.: , +7 (495) 539-30-20

    Время работы:

    E-mail: info@ru-bezh.ru


    Свидетельство о регистрации ФС77-78638 от 10 июля 2020г

    выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи,

    информационных технологий и массовых коммуникаций.

    Для рекламодателей

    E-mail: reklama@ru-bezh.ru

    тел.: +7 (495) 539-30-20 (доб. 103)

    total time: 0.2441 s
    queries: 176 (0.0265 s)
    memory: 2 048 kb
    source: database
    Выделите опечатку и нажмите Ctrl + Enter, чтобы отправить сообщение.