物理学教授亚历山大·洛夫斯基说，我们目睹了第二次量子革命。 他以人类已经学会了在单位水平上控制量子系统这一事实为证。
那为什么为什么量子计算机还没有出现在每个人的桌上，又没有通过牢固的量子通信线路播放VKontakte的音乐呢？ 这位教授亲自说，与此有关的还有俄罗斯科学的发展，“冷却器”是区块链或量子技术。
亚历山大·洛夫斯基（Alexander Lvovsky）-博士学位，卡尔加里大学物理学教授，俄罗斯量子中心（RCC）科学理事会成员，《光学快报》的编辑，量子科学的推广者。 访员：Ilya Lopatin
受访者：亚历山大·洛夫斯基今天，一台量子计算机可以用十多亿美元的价格购买，例如，这是由谷歌完成的。 尽管这样的计算机仅在解决狭窄目标的问题上有效。 买家期望支付多少钱？
谷歌购买了加拿大公司D-Wave的“量子计算机”。 这不是通用的量子计算机，而是所谓的量子退火仪-“量子退火仪”。 我的许多同事-量子控制论领域的理论专家-相信这种设备没有经典设备的优势。 尽管Google和D-Wave展示了使用此设备比在常规的经典计算机上可以更快地解决特定任务的示例，但反对者认为这是因为经典算法根本不是最佳算法。 换句话说，一种优势是一种错觉，是由于我们没有从古典的“铁”中挤出它所能提供的一切。
简而言之，存在科学辩论。 在任何情况下，我们普通百姓都会从中受益：要么我们将拥有量子计算机，要么经典算法将得到显着改善。
同时，这些争执尚未解决，从理论上讲，这种计算机是否比经典计算机具有理论优势的问题逐渐淡出了人们的视线。 如果现在就使用此设备，您可以比传统计算机更快地解决此问题一百或一百万倍，那么为什么不这样解决呢？
投资者投资于许多项目。 量子计算机项目是高风险，高收益的。 显然，什么也做不了，但是如果做到了，那么废气将是巨大的（成千上万，甚至百分之几）。 因此，平均而言，该项目最终证明是成功的，对投资具有吸引力。
哈佛创造了一个51比特的计算机。 告诉我，这是否适用于第二次量子革命，甚至第一次革命？第二次量子革命是在复杂的纠缠量子系统的各个分量（离子，光子，原子）的水平上进行控制的能力。 这是与第一次量子革命的主要区别-宏观设备的发明，尽管它们使用量子物理学作为其工作的基础，但它们不能单独控制。 晶体管和激光导致集成电路，计算机，互联网，移动通信的出现-总的来说，以我们现在所知道的方式使世界成为现实。 从第二次量子革命中，我们期望甚至更高！
哈佛实验当然是第二次量子革命的一个组成部分。 但是，这不是量子计算机，而是所谓的量子模拟器。 换句话说，这不是计算设备，而是一种物理系统，可让您模拟更复杂的物理系统，尤其是固态物理。
在哈佛创建的设备。 该项目由哈佛大学的Mikhail Lukin和Marcus Greiner以及麻省理工学院的Vladan Vuletich领导创建量子计算机时，什么限制了量子比特数量的增长？ 数字5、50、2000从何而来？ 问题恰好在量子位数上吗？是的，每个人都用qubit的数量来度量...实际上，这是废话，因为重要的不是数量，而是质量。 现代量子比特非常“脆弱”：它们与外界相互作用并很快丢失其量子信息。 在他们的帮助下，甚至不可能进行最简单的量子计算。 为此，您首先需要执行我们所谓的逻辑量子位，该逻辑量子位可以通过纠正错误来无限期地支持量子信息。 为了制作一个逻辑量子比特，需要数十甚至数百个物理量子比特。
经典计算机也有此功能。 错误在那里经常发生，如果您不纠正它们，该信息将立即消失。 但是由于有校正算法，因此看不到任何错误。 我们看到信息被无限期地存储。
在量子计算中，还没有这样的技术，因为物理量子位的质量还不足以实现一个逻辑位。 因此，所有有关量子位数量的讨论都必须谨慎对待。
我们经常听到有关基于量子纠缠的量子通信线发射的消息。 从商业角度来看，它的适用性如何？大多数现代量子通信线路都不基于量子纠缠。 这很好，因为纠缠是一个相当复杂的现象：很难获得和应用。 通常，现代量子通信使用弱激光脉冲-使得每个单个脉冲平均包含少于一个光子。 有时一个光子会跳过，然后您可以在上面记录一些信息并将其发送到某个距离。 在这种情况下，您可以确定，如果有人偷走了该光子，则他将无法以相同的量子态进行复制。 量子通信的保密性就是基于此。
现代量子通信的问题是它仅在短距离内起作用。 怎么了 因为在10-15 km内，光纤线路中的损耗约为2的倍数。 这意味着，例如，在从莫斯科到圣彼得堡的线路中，只有十亿分之
十八 （十亿亿）冲量将到达目的地。 当然，以这种速度，不可能传输合理数量的信息。
在通常的经典通信线路中，也存在此问题，但是可以通过中继器或放大器来解决。 每几十公里安装一台放大器，将光信号的电平提高到最初的水平。 这不能用量子线来完成，因为这样的放大器将与间谍区分开来：它改变光子并执行相同的操作。 因此，必须发明另一种技术-所谓的量子中继器。 为了实现它，需要量子纠缠。 更准确地说，有两种现象-量子隐形传态和量子光学存储。
为什么区块链容易受到量子技术的影响？加密散列函数用于区块链：每个后续块均包含前一个块的散列函数，因此现在在不破坏整个链的完整性的情况下，无法更改存储在其中一个块中的信息。 量子计算机可以使哈希函数的计算可逆，也就是说，它可以获取块中的更改，从而哈希不会更改。
还有一个特定于加密货币的漏洞：数字签名。 拥有量子计算机的任何人都将能够伪造数字签名，例如，代表某个亿万富翁使用他的数字签名进行大笔汇款。 因此，一旦发明了通用量子计算机，比特币以及所有现代加密货币，成本就会降为零。
最近，我们在俄罗斯量子中心的中心提出了一种通过将量子通信技术应用于区块链来消除这些漏洞的方法。 我认为，当然，区块链和加密货币有未来-它们将在发展过程中简单地改变并与量子技术合成。
假设物理学家被困在微观世界的研究中。 会更快发生-人们意识到自己一无所知，不会发明任何东西，或者无力为全球超级项目提供资金，这将比强子对撞机贵10倍？
我相信，在20世纪，物理学与其他科学相比取得了长足的进步。 科学的发展一直取决于实际的应用。 现在，物理学知识的水平比实际使用的水平高出多个数量级。 我可以找到更多吗？ 当然，但是为此，确实有必要要么使用巨型望远镜，要么制造昂贵的加速器。 问题是-为什么？ 好奇吗？
因此，在我看来，在21世纪，物理学将减慢其发展速度并影响控制论和生物学等科学，因为在这些科学中，眼前存在着秘密：细胞如何排列，如何治疗疾病，遗传等。 在技术方面-控制论与生物学的联系。 大脑如何运作，我们如何思考，如何使机器像人一样思考？ 这些科学任务非常有趣且相关，而且最重要的是-它们的解决方案使您能够开发可改善人们生活的现实销售设备。
在您的一次采访中，您注意到研究机构的孤立阻碍了国内科学家的发展。 这个说法对外国科学正确吗？ 还是仅仅是关于俄罗斯的科学？俄罗斯的科学体系是苏联的遗产，曾因冷战而入狱。 当时，它很好地发挥了作用：苏联科学在世界上被引用得最高。 冷战结束后，国家对科学的支持急剧减弱，其资助减少了。 结果，俄国科学不是从苏联科学继承而来的，而是其最坏的特征，尤其是其孤立性。 多年来，人们一直在做相同的事情，与外界和世界科学的互动非常微弱。 原因之一是俄罗斯科学家在其职业生涯的早期就获得了永久职位。 例如，保证为研究生提供余生。 事实证明，学习新知识，向世人证明自己有价值是没有意义的-您可以坐在这家研究所，领取少量薪水，像普通人一样生活。
在这方面，我喜欢国际科学的方法，即30-40岁以下的人没有固定的职位。 结果，他有动力继续寻找工作。 如果科学家停止在山上散发出新东西-他将简直就是垃圾桶。 是的，这样的压力是令人不快的引擎，但它不仅是人类的引擎，也是科学本身的引擎。
另外，在外国制度中，一个人通常在不同的团体，大学，通常在不同的国家中，从事职业的各个阶段-直到获得永久职位。 结果，每个人都是独特经验和独特思想的载体，这些独特的经验和思想可以与众不同。
在线教育可以有效替代知识吗？我相信在线教育是教育的未来。 我本人正在掌握机器学习在线课程。 该方法效果很好-我准备亲自见证其有效性。
该研究所有一名讲师，有200人听众，播放一些节目，学生入睡。 有什么意义？ 信息在一个方向上传递，没有反馈。
显然，讲座是必不可少的。 但是，为什么不找到世界上最好的讲师，他们的在线阅读不是针对200人，而是针对2万人。 听众可以随时停止演讲，再三思。 在方便的时候，有心情的时候听材料。 大学中教授和老师的角色将发生变化：这将不是广播，而是互动式教育-研讨会，学生可以在其中与老师直接交流，从他的经验中学到并获得问题的答案。
在线教育与全日制教育相结合是有效的。 我希望这个概念将朝这个方向改变：更多互动和在线讲座。
您公开演讲的动机是什么？这与您询问的隔离主题有关。 科学家通常倾向于将自己锁在舒适的象牙塔中-研究他和世界上两三个人感兴趣的事物，并发表只有这对夫妇才能阅读的文章。 煮沸汁。 如果我们成为这样，停止与世界交流，那么我们的用途是什么？ 因此，我相信我们的职责是将科学推向大众。 不仅出于公共教育的利他目的，而且为了不忘问自己，我们的活动为进步和人类带来了什么好处。
在3月1日的量子技术会议上，您的科普讲座是什么？在讲座的第一部分中，我将讲几句话，介绍基于光子（光的基本粒子）的量子物理学的基础知识。 还有关于量子悖论的知识。 我对此主题感兴趣。 它显示了量子物理学是多么的神奇，对世界概念看似简单的变化所产生的后果却是多么令人难以置信。
演讲的第二部分将专门介绍量子技术的示例：量子计算，量子密码术，量子计时和传感器。