1 марта 2018 года компания Smile-Expo провела Quantum technology conference, на которой ученые, профессионалы в сфере компьютерных технологий, а также представители бизнеса обсуждали, как изменится мир в ходе четвертой промышленной революции.

Как известно, эта революция базируется на технологическом феномене, до сих пор привычно называемом информационными технологиями (IT). Однако они теперь базируются не только на полупроводниковом «железе» и традиционном ПО, но и на квантовых компьютерах и квантовых же вычислениях. Между этими двумя инструментами уже видна очевидная конкуренция, способная изменить не только сложившийся IT-ландшафт, но и сами принципы построения бизнес-решений и обеспечения информационной безопасности.

Александр Львовский, доктор философии, профессор физического факультета Университета Калгари, напомнил в своем выступлении, что «кванты» — вовсе не новинка. Эти технологии, основанные на достижениях квантовой физики, существуют уже 70 лет.

Но почему все рассуждают о квантовой технологии в будущем времени? Ответ простой. Эксперты говорят, что мы стоим на пороге появления нового класса квантовой технологии. «Сейчас мы оперируем 10 нанометрами, к 2025 году это будет уже один нанометр, ну а дальше мы придем к размеру атома и возникнет проблема, что технологически в рамках классических IT двигаться некуда».

Привычный мир больших тел, который окружает нас, подчиняется законам классической физики. Вместе с этим есть мир квантовый, мир микроскопических тел, который управляется совершенно другими законами. Это все равно, что вы пришли на футбол и видите, как мяч лечит через двое ворот или ведет себя по-разному в зависимости от того, есть ли на трибунах зрители.

«Именно сейчас человечество проходит сквозь барьер, когда транзисторы становятся достаточно микроскопическими, чтобы подчиняться не классическим, а квантовым законам. Все наши знания и навыки, которые мы приобрели за 100 лет развития классических информационных технологий, становятся сейчас в значительной мере бесполезными. Нам всем надо переучиваться на новый лад. Взамен пересечение квантового барьера дает нам ряд новых технологических возможностей, ассоциированных со второй квантовой революцией», — сказал профессор Львовский. Но проблема — в технологической сложности. Ведь тот же квантовый компьютер — это микроскопически запутанный объект. При этом сегодня нет определенности, насколько он нужен человечеству. Дело в том, что квантовый компьютер сейчас чаще всего используется для разложения больших чисел на простые множители.

Все мы решали в школе подобные задачи, но на уроках были малые числа. Если же они большие, то задача становится сложной для обычного компьютера. Эта вычислительная сложность, как известно, является основой криптографии с открытым ключом. Для квантового компьютера эта задача проста и решается быстро. Успокаивает то, что промышленные массовые модели пока не появились, а те, что работают в лабораториях, под загрузку заняты другими задачами. Но это пока. Поэтому Александр Львовский утверждает: «Можно говорить о том, что квантовый компьютер — это философия не только созидания, но и разрушения». Возможно, профессор имел в виду не только дешифровку криптоалгоритмов, но и машинное обучение а-ля SkyNet.

В заключение профессор Университета Калгари напомнил о «квантовых эффектах» у связистов: «Сегодня существуют три способа квантовых коммуникаций. Самый распространенный — передача информации посредством фотонов по оптоволокну. Другой, менее распространенный, способ — [передача информации] по открытому пространству (воде, атмосфере и т.д.). Третий способ — [передача информации] через космические спутники, которые позволяют обмениваться секретными кодами между парами абонентов. Таким образом, можно осуществлять безопасные коммуникации по всему земному шару. Это дорого, но возможно. Лидером тут является Китай, который строит сеть между Пекином и Шанхаем. Но в Российском квантовом центре (Russian Quantum Center, RQC) не отстают.

Тему безопасности продолжил Артур Глейм, руководитель лаборатории ИТМО, генеральный директор компании «Квантовые коммуникации»: «Пока все упирается в наличие квантовой памяти. Но уже есть квантовые регистры. Когда же появится сама память, а она наверняка появится, с ее помощью можно будет подбирать ключи. Не стоит забывать, что криптография — это система с открытым ключом. С помощью квантового компьютера по открытому ключу можно будет подобрать и закрытый ключ. Имея его (а кошелек у любого блокчейн-кошелька — это, по сути, закрытый ключ), можно получить доступ к денежным средствам. Поэтому очевидно, что блокчейн, основа криптовалют, — это уже небезопасная технология».

Кроме того, эксперт пояснил понятие «часовой когерентности», причину того, что квантовый компьютер способен пока непрерывно функционировать десятые доли секунды. Когда это время удастся существенно увеличить, можно будет ожидать существенного повышения энергоэффективности майнинга криптовалют, что даст обладателям этих квантовых компьютеров дополнительное конкурентное преимущество.

Артур Глейм анонсировал появление российской криптовалюты уже этим летом, она будет называться «кельвин». Эксперт полагает, что для банков сегодня предпочтительнее использование квантовой связи и шифрования. «Блокчейн, конечно, понадобится банкам, но интерес к нему с их стороны ожидается позже».

В качестве интриги Александр Львовский в дополнение к докладу коллеги спрогнозировал создание гибрида квантовых технологий и блокчейна как средства для противостояния мошенникам. В Российском квантовом центре разработали прототип такого гибрида. Это действительно уникальная отечественная разработка.

Сергей Бодренко из «Ортикон Групп» разъяснил текущую позицию банкиров по поводу «квантов»: «Банки очень внимательно исследуют новинки, но пока квантовые технологии в банках находятся на уровне исследований — тренируются на смарт-контрактах и т.д. Например, биржа ММВБ пытается запустить свои эскроу-контракты».

О том, что происходит за рубежом, в своем докладе «IBM Q: на пути к универсальному компьютеру» рассказал Александр Позднеев, технический консультант Лаборатории внедрения передовых технологий IBM. Проект Q — это набор бесплатных и коммерческих сервисов, предоставляемый из IBM Cloud на базе пятикубитового квантового компьютера. За время старта проекта облаком воспользовалось около 40 тыс. пользователей, и их число неуклонно растет.

Это говорит о том, что «облачная модель» предоставления квантовых сервисов является сейчас наиболее доступным способом приблизить «кванты» бизнесу, а ответ на вопрос, для чего они бизнесменам, в том числе банкирам, даст ближайшее время.