Как квантовые компьютеры изменят мир - Андрей Себрант, Николай Марин - Точка - 2017-03-26
26.03.2017
С. Оселедько
―
21 час и 5 минут в Москве, в эфире программа «Точка», в студии ее ведущий Сергей Оселедько. Нет с нами сегодня, к сожалению, Саши Плющева, он после событий сегодняшнего дня выясняет отношения с нашими российскими правоохранительными органами. Но тем не менее, мы решили немножко отвлечь вас от этой новостной повестки, очень интересная у нас сегодня тема, такая научно-футурологическая про то, что такое квантовые компьютеры, и как они изменят мир в ближайшем или, может быть, в отдаленном будущем.На эту тему мы сегодня здесь собрались поговорить с Николаем Мариным, архитектором по инновационным решениям IBM Россия и СНГ. Николай, добрый вечер.
Н. Марин
―
Здравствуйте.
С. Оселедько
―
И с нами Андрей Себрант, директор по маркетингу сервисов компании Яндекс, автор Telegram-канала TechSparks. Андрей, добрый вечер.
А. Себрант
―
Добрый вечер.
С. Оселедько
―
Значит так, квантовые компьютеры. Давайте попытаемся на понятном школьникам и дилетантам вроде меня языке объяснить, что это такое, чем это отличается от обычных компьютеров, какие принципы в их основу положены, и что нам это даст в ближайшем будущем.
Н. Марин
―
Совсем по-простому если объяснять, то традиционные компьютеры, которые мы используем сегодня, они построены на бинарной логике. То есть, каждый бит находится в состоянии либо «0» либо «1». У него два состояния. Квантовый компьютер находится во множестве состояний между «0» и «1» одновременно. То есть, он находится во всех состояниях сразу. Таким образом, он оперирует не нулями и единицами, а массивом, огромным количеством состояний. И большое количество операций он выполняет практически мгновенно. Это связано, разумеется, со специфичными задачами, но некоторые, к которым мы привыкли как к не решаемым, выполняются квантовым компьютером молниеносно.Важно то, что квантовыми компьютерами в теории занимались многие ученые-физики уже давно, а сегодня квантовые компьютеры строят физически, и есть возможность на них запустить реальные коды, реальные писать алгоритмы и программы.
С. Оселедько
―
То есть, это тот самый информационный повод, по которому мы здесь собрались, компания IBM объявила, что уже 11 месяцев существует в стабильном состоянии живой полноценный квантовый компьютер. Расскажите поподробнее, о чем речь.
Н. Марин
―
Он находится в постоянном стабильном состоянии примерно 11 месяцев, и самое главное, доступен каждому жителю планеты Земля, у которого есть доступ в интернет.
С. Оселедько
―
Можно пойти в магазин айбиэмовский и купить.
Н. Марин
―
Это можно бесплатно получить доступ, зарегистрироваться и написать на нем программу, причем, программу на привычном нам языке, например, Python, и запустить ее на реальном квантовом компьютере. Что, в общем, является действительно инновацией. То есть, от лабораторных экспериментов, от research таких исследовательских работ мы перешли действительно к продуктизации, к промышленному подходу построения квантовых компьютеров.Квантовые компьютеры строили и раньше, и до нас, и наши коллеги из университетов, наши партнеры строили хорошие образцы квантовых компьютеров, но они существовали недостаточно долго. То есть, они какое-то время работали, потом их выключали. Наш находится в постоянно включенном состоянии, и любой может обратиться к нему в любой момент.
С. Оселедько
―
Почему их выключали?
Н. Марин
―
Потому что, во-первых, они работали нестабильно, во-вторых, обслуживание их обходилось достаточно дорого. Квантовый компьютер, чтобы избежать особенностей квантовых эффектов, находится в состоянии, близком по температуре к абсолютному нулю, ноль по Кельвину. И этот довольно сложно поддерживать.А второе, кубиты, эти самые квантовые биты, они должны быть связаны друг с другом постоянно. И именно вот это состояние так же тяжело поддерживать, как и состояние температуры, близкой к абсолютному нулю.
С. Оселедько
―
Что такое кубит, что он из себя представляет?
Н. Марин
―
В принципе, кубит – это физически сегодня реально действительно элемент платы, которые связаны между собой на кристалле, на чипе. Логически кубит – это аналог бита на традиционном компьютере, который является нулем либо единицей, но который содержит все многообразие и множество состояний между нулем и единицей одновременно. То есть, это элементарный как бы момент вычисления в квантовом компьютере. Квантовый компьютер оперирует не битами, а кубитами. И чтобы описать систему из двух кубитов, нужно понимать все многообразие этих состояний одновременно. То бишь, если мы оперируем двумя битами, и полное описание системы можно дать произведением 2 на 2 четырьмя положениями. А с кубитами – это 2 во второй степени. Если 3 кубита, то уже в третьей степени, потому что произведение всех состояний нужно учитывать одновременно.
С. Оселедько
―
Андрей, вы можете это на более понятном языке изложить?
А. Себрант
―
Я бы не рискнул. Я думаю, что на самом деле, нет, я еще со студенческих лет хорошо помню, каково своей девушке объяснять, что такое квантовая физика, которую ты изучаешь на физтехе, я все-таки физтех кончал. Страшное дело. Поэтому, наверное, может быть, надо не в технические подробности лезть, а в какие-то, я не знаю, метафоры что ли. Потому что метафоры иногда полезнее, метафоры – сравнение. Вот когда говорят о том, что квантовый компьютер, это вот такая революция, сравнимая, наверное, с появлением вообще компьютеров, потом персональных компьютеров.
С. Оселедько
―
Я слышал, что это квантовый компьютер сравнивают с атомной бомбой XXI века по эффекту, который это произведет в ближайшем будущем на все общество.
А. Себрант
―
Я бы не стал его сравнивать прямо сразу с оружием, потому что все-таки квантовый компьютер, по крайней мере, в тех алгоритмах, которые мы сегодня знаем, это все-таки не столько разрушительное средство, сколько созидательное. Потому что то, что мы знаем про квантовые компьютеры и про те места, где квантовые алгоритмы могут резко ускорить вычисления, это, там, создание новых лекарств, например, создание новых веществ с заранее предсказанными свойствами, то есть, эта история, по-моему, немножко противоположная тому, что делала с окружающей средой атомная бомба.А если говорить про сравнение, то я бы, наверное, сыграл в ту игру, которая сейчас тоже называется следующей атомной бомбой, следующей революцией. Это всякие искусственные, мы его любим называть машинный интеллект. И соответствующие истории про возможные последствия его массового распространения. Ведь все эти истории тоже очень давно существовали как алгоритмы, как какие-то простенькие модели, и, в общем, никто кроме десятков специалистов в мире про них не знал до буквально пяти лет назад просто потому, что не хватало вычислительных мощностей, не было того железа, которое позволило вдруг хотя бы кусочками смоделировать то, что происходит в нашем мозгу, в мозгу животных. И вдруг тут полезло от распознавания изображений до каких-нибудь приложений типа призмы, которые позволяют картинки раскрашивать и Инстаграме.
Вот квантовый компьютер кажется, вот на сегодняшний момент находится ровно на той стадии, когда он стал доступен, как вдруг благодаря новому железу стали доступны всем специалистам, всем программистам реальные алгоритмы машинного обучения, так вдруг сейчас стали доступны квантовые алгоритмы. Мы еще не знаем, вот сколько их на самом деле реально типов алгоритмов, которые реально гоняют на квантовых компьютерах?
Н. Марин
―
Есть такой вебсайт, где все алгоритмы складывают, учитывают, структурируют, называется Quantum Zoo (квантовый зоопарк). Утром сегодня мне удалось насчитать 59.
А. Себрант
―
Вот это как раз очень яркий показатель, это то начало, откуда стартует любое такое сильное технологическое новшество. Первые десятки алгоритмов. Вот то, что ребята сделали совершенно потрясающую вещь, вот наверное сам по себе факт открытия этого компьютера для научного и программистского сообщества, это сравнимо с тем, как вот сейчас куча всякого кода, который когда-то был секретом корпорации, лежит в открытом доступе, Open source, ребята сделали такой «open quantum computing», извиняюсь за выражение, совершенно потрясающая идея, потому что это означает, что сейчас люди начнут пробовать, и я думаю, через год в этой студии если вы соберете какой-нибудь состав, такой же – не такой же, окажется, что есть сотня алгоритмов, и мы даже придумать себе не можем, что они будут делать.
С. Оселедько
―
Мы сейчас к этому придем. Вот у меня вопрос немножко про саму технологию. Вот Виктор из Москвы, он такой же вопрос задает: «Если у логических ячеек квантового компьютера несколько состояний одновременно, то как он выдает какие-то результаты?» То есть, неопределенные состояния должны выдавать неопределенные результаты, в чем смысл тогда?
Н. Марин
―
В общем, справедливый вопрос, потому что квантовый компьютер выдает тоже набор состояний, и интерпретация этого набора состояний сама по себе большая задача. Этим и особенны квантовые алгоритмы, их пока сложно нам, поскольку мы привыкли считать в бинарной логике, многие учились на этом, сложно представить особенно их применимость. Действительно квантовые алгоритмы, они аналоговые, то есть, они выдают по большому счету кривую возможностей состояний, и операции в квантовом компьютере – это изменение состояний, изменение всего разнообразия текущих состояний на какое-то преобразование этого разнообразия. Вот все состояния преобразуются в какие-то другие состояния. Сначала у нас была аналоговая электроника, потом она стала вся цифровая, а теперь мы переходим, возвращаемся обратно к аналоговым технологиям.
А. Себрант
―
Ну это хуже, чем просто аналоговая. Может быть, кто-то помнит, по-моему, даже в учебнике, я пытался вспомнить из квантовой физики, вот, может быть, даже в учебниках кто-то читал, и, может быть, даже как-то осознал. Вот фотон – это волна и частица одновременно, и поэтому до той поры, пока фотон летит, вот есть маленькая дырочка, на которой свет должен дифракционную картинку рисовать, то есть, если это мощный пучок света, то за этой дырочкой на экране будут кольца такие, даже, наверное, многие люди это видели.
С. Оселедько
―
Я помню, да.
А. Себрант
―
А теперь к этой дырочке летит одинокий фотон, совсем-совсем один, и вот этот одинокий фотон мы не знаем, он, вообще говоря, вот суперпозиция, это сложная функция вероятности, которая описывает, в каком месте он будет, и мы не знаем до того момента, пока он не долетел до приемника. В этот момент он локализовался в совершенно конкретной точке, там может стоять матрица фотоаппарата, и мы видим, в какой пиксел в матрицу он попал. Ну, вот это та самая история – пока он не ударился в этот пиксел, была сложная функция вероятности, которая не нулевая для всех этих пикселей приемника. В тот момент, когда он достиг приемника. Вам стало понятнее? Так устроен, черт подери, квантовый мир, извините.
С. Оселедько
―
Вот Васе из Москвы понятнее, наверное, чем мне: «На квантовом компьютере можно смоделировать целую Вселенную. Вот игры-то будут! Вася».
А. Себрант
―
О да!
Н. Марин
―
Уже есть пример квантовых шахмат, но они не столь зрелищны, наверное, простому обывателю. Хотя интересны в игре. То есть, это шахматы, опять же, где клетки не цифровые 8 на 8, а грубо говоря, все многообразие клеток и фигур можно себе представить со всеми возможными переходами между ними. Вот это квантовые шахматы. Вот так же примерно квантовый мир соотносится с цифровым. Важно то, что мы все-таки не переходим от цифровых к аналоговым. Аналоговые квантовые компьютеры, они будут работать как, например, сегодня мощные графические карты, то есть, специфичные особенные нагрузки будут выгружаться на эти квантовые компьютеры с обычных, и результат все равно будет получаться на традиционные привычные нам компьютеры и там анализироваться. Вот что происходит. И уже сегодня это можно поделать, то есть, можно писать программу на языке Python, который многие изучают в школе, в университете, и отправлять ее на квантовый компьютер и опять же на обычный получать результат.
С. Оселедько
―
То есть, это примерно как лет 50 назад размером с целый этаж стоял какой-то компьютер, люди выстраивались в очередь с перфокартами, для того чтобы в него что-то загрузить. Сейчас примерно то же самое – стоит одна какая-то супер-штука – а где она, кстати, стоит, в каком месте?
Н. Марин
―
Она стоит в штате Нью-Йорк в районе Watson-лаборатории.
С. Оселедько
―
Отлично. Вот в Нью-Йорке стоит эта штука, просто вместо очереди с перфокартами люди что-то загружают через интернет и, собственно говоря, на это пытаются получить какой-то результат, опять же, через интернет. А как это выглядит внутри, вот в Нью-Йорке как это выглядит?
Н. Марин
―
Ну, машинка поменьше, чем целый этаж, то есть она примерно полтора метра в высоту, примерно 15 сантиметров в диаметре, и внутри она содержит этот квантовый вычислитель, это платка где-то 10Х10 миллиметров. Все остальное – это вещи, ее сопровождающие. Во-первых, это холодильник, потому что плата должна работать при температуре, близкой к абсолютному нулю.
С. Оселедько
―
Зачем?
Н. Марин
―
Чтобы избежать квантовых эффектов перехода случайного квантов между кубитами, перепрыгивания из одного состояния в другое.
С. Оселедько
―
То есть, кубит – это что? Это какая-то квантовая частица в магнитном поле?
Н. Марин
―
Это прямо физически, представьте себе, что это некий транзистор, только полностью аналоговый. Вот таких транзисторов сегодня 5, каждый связан с каждым на одной плате очень-очень быстрыми связями.
С. Оселедько: 5
―
это много, мало?..
Н. Марин: 5
―
это очень мало. Как пятитранзисторная какая-то плата, это очень мало.
С. Оселедько
―
То есть, ничего путного на ней пока сыграть не получится?
Н. Марин
―
На ней можно опробовать новые алгоритмы, просто это занимает некоторое время. Если бы частиц было, скажем, 50, то это уже количество состояний, сопоставимое с количеством атомов во Вселенной. Да, есть разные оценки, но оно, во всяком случае, сопоставимо. И такого объема памяти компьютеров на сегодня недоступно никому.
А. Себрант
―
Слушайте, вот здесь точно можно вспомнить старую притчу, ну, потому что история про то, что такое экспоненциальная зависимость, это известная притча про…
С. Оселедько
―
… мешок зерна и шахматы.
А. Себрант
―
Да-да, кто-то, кто попросил за свои труды там у какого-то правителя в древние времена очень простую плату: вот на первую клеточку шахматной доски одно рисовое зернышко, на вторую 2, на третью 4, потом 8, потом 32… Казалось бы, ну, копейки. На самом деле все зерна мира кончатся сильно не доходя до середины доски, а всех атомов мира не хватит, чтобы превратить их в рис, который покрыл бы эту доску. Это вот история со степенными зависимостями.С квантовым компьютером та же самая история, что вот два в пятой – ну, это всего-навсего 32, это копейки. 2 в 50-й – это уже невообразимо большая цифра. А это всего означает, что вам нужно вместо пяти этих самых кубитов иметь их 50. То есть, вот то, что они стоят в степени, это и означает, что как только их станет всего лишь в два-три раза больше, станут доступны те задачи, на которые сейчас у всех вычислительных мощностей земли уйдут годы.
Н. Марин
―
Почему мы все время к этой цифре – 2 в 50-й, в 30-й – это примерно количество состояний, которым может обладать вот в единый момент, в любой момент времени простая молекула, например, метана либо кофеина, и просто описать одну молекулу, все ее возможные состояния, переходы – это 2 в 50-й степени получается переходов. И на сегодняшних компьютерах моделирование займет годы, просто одной молекулы. Обладая возможностью моделировать эти состояния быстро, мы можем действительно переходить к моделированию новых химических составов, новых лекарств, анализа ДНК, принципа сверхпроводимости и имитировать какие-то специальные материалы, которые обладают сверхпроводимостью при комнатной температуре, а это действительно инновации в области быта в каждодневной работе каждого человека.
С. Оселедько
―
Мы к этому обязательно подойдем. Итак, у нас есть плата, на которой 5 этих элементарных квантовых частиц.
А. Себрант
―
И вокруг большой холодильник.
С. Оселедько
―
И вокруг большой холодильник. Соответственно, как оно функционирует, как в него загружаются программы, как они исполняются. Насколько я понимаю, есть какой-то процессор, который должен какие-то команды туда подавать им, или как?
Н. Марин
―
Это само по себе большая задача, нет еще пока стандартов языка программирования, тот, который мы используем, это вот кубиты и это специальные гейты перехода состояния между кубитами. А как же эти кубиты с цифрового мира перевести в квантовый? В IBM это осуществляется микроволнами, то бишь, при помощи микроволн и пауз между ними в первичном состоянии программа загружается в квантовый компьютер, и ими же снимается финальный результат. Но важно то, что каждый кубит нужно облучать отдельно, чтобы не облучить случайно соседние и получить именно состояние этого конкретного кубита. Это сложная инженерная задача само по себе.
С. Оселедько
―
Холодильник, 5 микроволновок…
А. Себрант
―
При этом микроволновка не должна в холодильнике ничего нагреть, иначе он работать перестает.
С. Оселедько
―
А холодильник не должен влиять на микроволновку.
А. Себрант
―
Да-да.
С. Оселедько
―
Отлично. Тут очень интересовались, как это в практическом смысле будут выглядеть квантовые компьютеры, вот из Химок спрашивают: «Как в практическом смысле будет выглядеть квантовый компьютер? Это будет так же: системный блок с монитором, и будут в нем процессоры, материнки и видеокарты, или это будет что-то другое?» Вот, собственно, ответ мы уже получили, это будет гигантский холодильник с кучей микроволновок.
А. Себрант
―
Слушайте, но это же вначале оно так будет, это точно так же, как спрашивать, как выглядит ЭВМ, но, кстати, IBM задавали эти вопросы, только несколько десятилетий назад, всегда ли они будут занимать комнату. Да нет, сейчас у меня в кармане мощный ЭВМ лежит.
Н. Марин
―
И холодильник тоже может быть маленьким. Мы ожидаем, что все-таки правильный путь развития – это облачный подход, облачная технология. То есть, одна большая будет доступна многим, и не обязательно носить его с собой постоянно, квантовый компьютер, достаточно носить устройство терминального доступа, если говорить в старых терминах, к этому квантовому компьютеру, потому что, наверное, он будет нужен не каждодневно и не каждому, но часть нагрузок будет исполняться где-то, ну, пусть в Нью-Йорке либо в Москве, в конце концов, советские ученые тоже в 80-е годы были в числе пионеров, которые работали с теорией квантовых компьютеров.
А. Себрант
―
И сейчас в Российском Квантовом Центре в RQCе довольно много этим занимаются.
С. Оселедько
―
Тут Юра из Санкт-Петербурга спрашивает: «Вы не сказали про эффект наблюдателя, а без него же никуда».
Н. Марин
―
Век наблюдателя в полный рост чувствуется и в нашем квантовом компьютере те самые 5 кубитов, на самом деле мы используем 4, а пятый используем для контроля ошибок и их коррекции. И факт измерении конечного состояния квантов – это большая сложная задача, и один из пяти кубитов используется для контроля ошибок, чтобы сверить результат.
С. Оселедько
―
Как раз спрашивают: «Так точный ответ квантовый компьютер дает, или надо гадать, что же там получилось?»
Н. Марин
―
Его нужно интерпретировать. Там не нужно гадать, но нужно интерпретировать.(смех)
С. Оселедько
―
То есть, ответ он дает, но познать его дано не многим.
Н. Марин
―
Порой, да.
А. Себрант
―
Как с нейронными сеточками - ну, с какой-то вероятностью, а почему – да черт его знает? Давайте будем верить. На самом деле я думаю, что мы начнем верить им тогда, когда вот какой-нибудь спроектированный с его помощью материал действительно проявит те свойства, над которыми ученые бились столетия. После этого – фиг его знает, как у него это получилось. Главное – получилось.
С. Оселедько
―
Это уже будут не игры на таких квантовых компьютерах, а реальные альтернативные миры, не хуже нашего, если постараться. Ну, да, тут говорят, что буквально 50 кубитов достаточно, чтобы смоделировать все атомы во Вселенной. Понятно.Давайте попробуем про практическое применение поговорить. Первая куча вопросов касалась биткоинов. Одни интересуются, можно ли их побыстрее намайнить, как Олег из Москвы. А второй говорит, вопрос о том, что окончательно их все размайнят, и, собственно говоря, взломают, и не будет в них никакого проку.
Н. Марин
―
Вопрос в первую очередь связан с привычной многим системой криптографии, алгоритмом RSA, который построен не выстраивании последовательности простых чисел. Действительно есть теорема, есть алгоритм, который позволяет последовательность, и в том числе простых чисел, выстраивать гораздо быстрее.Другое дело, что, чтобы вскрыть сегодняшний алгоритм RSA, потребуется достаточно быстро, в измеримый период времени машины примерно тысячи кубитов, чтобы это сделать хотя бы в течение двух дней или недели. А мы сегодня только на пяти кубитах и задумываемся о пятидесяти. Причем, каждая тысяча должна быть - каждый связан с каждым. И сложность заключается не столько в том, чтобы сделать тысячу кубитов, а в том, чтобы а) связать их между собой быстрыми связями, б) запрограммировать и с) поддерживать их в стабильном состоянии до того, как они выдадут результат. Поэтому дешевле еще долго будет на традиционных компьютерах майнить биткоины, прежде чем мы перейдем к тому, что можно будет декриптовать RSA на квантовых компьютерах.
С. Оселедько
―
На пенсию накопить не получится?
Н. Марин
―
Не успеем. И тому RSA алгоритму, который используется в частности с биткоинах, уже сегодня существует много альтернатив, поэтому опасаться нет никакого смысла. Есть и другие алгоритмы, которые сегодня используют продвинутые банки, и, в общем, другие способы работать с криптографией, которые квантовым компьютерам не так уж подвластны.
С. Оселедько
―
Но это пока просто нет соответствующих квантовых алгоритмов, а потом же появятся?
Н. Марин
―
Да.
С. Оселедько
―
Я правильно понимаю, что любые полнопереборные задачи эта штука умеет решать в миллионы раз быстрее, чем существующие компьютеры?
Н. Марин
―
Да, потому что ей просто не нужно перебирать. Она сразу имеет все состояния на входе и все состояния на выходе. И ей не нужно их перебирать. Она просто работает преобразованиями одних в другие.
А. Себрант
―
Это довольно трудно себе представить, но это правда.
С. Оселедько
―
Вот, собственно, и ответ. То есть, правильно я понимаю, что эпохе компьютерного шифрования конец?
Н. Марин
―
Нет. Оно просто будет другим.
С. Оселедько
―
Понятно. Вот на этой оптимистичной ноте мы ненадолго прервемся для короткого выпуска новостей. Напоминаю, что вопросы можно нам задавать по смс по номеру +7-985-970-45-45, или в Твиттер-аккаунт @vyzvon. Мы вернемся к вам буквально через несколько минут, а сейчас новости.НОВОСТИ
С. Оселедько
―
21 час и 35 минут в Москве без малого, и снова в эфире программа «Точка», и снова мы беседуем, у нас сегодня такая футурологически-фантастическая передача про квантовые компьютеры.Доставляют, конечно, вопросы, которые приходят к нам на Твиттер-аккаунт или по смс. В основном переживают по поводу конфиденциальности, что будет с шифрованием, с биткоином, с банковскими всеми этими историями – куды бечь и куды прятаться. А второй вопрос, это во что мы будем играть и как бы что можно уже сейчас запустить поиграться на пятикубитном квантовом компьютере и, собственно говоря, будут люди вообще выходить после этого в реальный мир из такого прекрасного квантового мира? Вот что на эту тему можете сообщить?
Н. Марин
―
Поиграться можно уже сегодня с пятью кубитами, но это как конструктор-механик такой пятитранзисторный приемник – можно собрать много разных комбинаций из пяти транзисторов. Но недостаточно много, чтобы сделать с ним что-то серьезное. Важно то, что уже сейчас можно начать работать с настоящим квантовым компьютером. У нас есть статистика и 40 тысяч пользователей сегодня, на сегодняшний день, играются с этим самым квантовым компьютером IBM. Из них 5 тысяч запусков алгоритмов было произведено из России и тысяча на реальной машине. Почему не все запускались на реальной машине, потому что часть можно проиграть и на эмуляторе, и это гораздо быстрее. На реальной машине ты вынужден вставать в очередь и ждать некоторого результата. Есть возможность проиграть на эмуляторе и на реальной машине. Так вот 5 тысяч проигрышей уже сделано реальных запусков новых алгоритмов из России. И это неплохой результат, причем, в основном, конечно, с этим играют студенты, аспиранты, научные сообщества. Это пока слабо осязаемо, примерно как играть в какие-то крестики-нолики в многомерном пространстве. То есть, это захватывающая игра, но нужно обладать достаточной фантазией.
С. Оселедько
―
Не очень возбуждает такая захватывающая игра.
А. Себрант
―
Это лет 20 назад студенты так же играли в персептрон, который простейший элемент машинного обучения. А это тоже как-то не возбуждало никого кроме студентов соответствующих специальностей. А сейчас вроде всех возбудило, когда дело дошло до массовых применений всяких этих машинных интеллектов, так что, просто чуть-чуть подождать, я думаю, что это реально, речь идет о горизонте 5-10 максимум лет. Потому что когда сейчас кто-то что-то прогнозирует вот через 5 лет, обычно оно случается немножко быстрее.
С. Оселедько
―
И про шифрование давайте разберемся. То есть, конфиденциальности конец с появлением квантовых компьютеров?
А. Себрант
―
Ну ребята, он же не то, что он доступен только тем, кто хочет что-то взломать, он доступен и тем, кто хочет что-то наоборот защитить, начнем с этого. Во-вторых, есть еще светлые головы, которые начнут искать варианты шифрования, не связанные с теми задачами, которые быстрее обычного решает квантовый компьютер. То есть, я думаю, что здесь пока паниковать очень рано. Конкретный алгоритм типа RSA можно потихонечку начинать списывать. Но у нас еще есть несколько лет – у нас в смысле у людей, которые озабочены проблемой шифрования, для того чтобы, во-первых, начать играться уже на тестовых квантовых компьютерах наоборот с системами защиты, а во-вторых, для того чтобы пытаться сделать такие решения, которые пока не по зубам квантовому компьютеру как классу. Так что, я думаю, что… Мне гораздо больше нравятся вопросы про игры, там, кажется, будет веселее.
С. Оселедько
―
Тут есть еще вопросы по существу, я считаю, вот Виктор продолжают удивлять: «То есть, появится профессия толкователей решений квантового компьютера, где можно пройти курсы?»
А. Себрант
―
У нас вообще профессия толкователя чего бы то ни было очень востребованная.
Н. Марин
―
Не исключено, что появится целый пласт новых профессий таких же, как data-scientist, но как это, ученый данных, о которых не говорили еще 2 года назад, всерьез по крайней мере, и по которой сейчас можно увидеть массу вакансий и реально работающих. У нас в IBM в России работает больше двадцати data-scientist, о чем нельзя было всерьез думать год назад. Но это вряд ли будет толкователь, скорее это будет действительно программист и аналитик квантовых компьютеров, и тот, который сможет создавать новые виды задач для решения к квантовым компьютерам, прикладных задач. Сегодня их пока не так много, будет появляться все больше.
С. Оселедько
―
Но вот эти вот 59 алгоритмов, они про что, они из какой сферы?
Н. Марин
―
Часть из них связана действительно с разложением на простые множители. Часть из них связана с поиском по большим массивам цифровых данных, то, то иногда называют большими данными, Big Data, либо огромные массивы текущих данных. Квантовый компьютер на этих алгоритмах может находить нужный элемент или зависимости за доли секунды. Вот многие алгоритмы посвящены этому. А часть алгоритмов такие очень общие, как поиск идеального состояния какого-то полукольца. То есть, они мало пока понятны простому обывателю сугубо математически. Но то же самое было и с алгоритмами для обычных традиционных компьютеров на перфокартах. Собственно, компьютеры стали всерьез востребованы бизнесом, когда появились электронные таблицы, когда обыватель смог делать вычисления, формулы своими пальцами на клавиатуре, не задаваясь особенностями и сложностями его программирования и написания этих формул. Примерно такое же, мы ожидаем достаточно скоро, произойдет и с квантовыми компьютерами.
С. Оселедько
―
Насколько скоро? От момента изобретения цифровых ЭВМ до момента их массового использования таких и алгоритмов, и программ, измеряющихся миллионами, прошло лет, так, наверное, 50, да? Может, 40. А здесь вы какие прогнозы видите?
Н. Марин
―
Мы пока не строим прогнозов, но мы видим, что происходит сегодня. За 11 месяцев, которые доступна квантовая машина, появилось 15 публикаций с новыми алгоритмами в авторитетных научных изданиях рейтингуемых, и два из них в таких, как «Science» и подобных ему. То есть, за 11 месяцев появились 15 новых, которые не существовали раньше. Это очень большой прогресс по отношению к тому, что было.Поэтому здесь пока рано ставить какие-то измеримые горизонты, но совершенно точно прогресс пойдет гораздо быстрее, чем закон Мура. Вот мы подошли к закону Мура, который можно объявить закончившимся. Мур, как один из сооснователей компании Intel, в свое время сформулировал эмпирический закон, что скорость компьютеров будет удваиваться каждое количество месяцев. Так вот, сегодня этот закон больше не выполняется. Самое главное, что нет большого смысла повышать скорость вычисления на традиционных компьютерах. Те алгоритмы, которые работают на них, они не дают уже большого эффекта.
С. Оселедько
―
Традиционные компьютеры умрут?
А. Себрант
―
Ну, не обязательно. Там же, во-первых, что называть традиционным компьютером? Вот сейчас, например, становится понятно, что действительно классические вот эти самые процессоры, которые CPU называются и которые действительно вроде являются сейчас основным средством, на котором исполняются вычисления, скажем так, они потихоньку теряют свою роль королей даже еще до пришествия квантового компьютера, потому что, например, все истории с алгоритмами машинного обучения, машинного интеллекта, оказалось, что они гораздо лучше идут на графических процессорах, там идет распараллеливание вычислений, и вот если говорить про бизнес-составляющую, Intel, который был королем абсолютным как бы, сколько он процессоров выпустит, столько будет вычислительных мощностей, а тут вдруг выясняется, что NVIDIA, которая всю жизнь была компанией, производившей, ну, разве что графические платы, вдруг сейчас имеет сотни заказчиков из корпоративного мира, и на самом деле мощность титанов таких информационной индустрии, того же Google, там, неважно, Яндекса, IBM, еще кого-то, во многом зависит от того, какое количество – IBM выпускает свои, конечно, процессоры, но и они тоже используют частично NVIDIA. А уж многие, кто своих не выпускают, полностью зависят от того, сколько NVIDIA, а не Intel выпустит процессоров.Так что, закон Мура, я думаю, вот кого точно можно хоронить, это закон Мура, с этим я согласен полностью. Даже до пришествия квантового компьютера с ним уже разбираются, вот, например, многоядерные, супер многоядерные графические процессоры. Поэтому, да, это на самом деле хорошая новость, а то мы все вот о грустном, биткоины могут пострадать...
С. Оселедько
―
Не нужны будут вам биткоины…
А. Себрант
―
Мне – нет. Но многим нужны.
С. Оселедько
―
Хорошо, а что смогут люди, что, какие задачи мы сможем решить в обозримом будущем с помощью квантовых компьютеров?
А. Себрант
―
Мне, честно говоря, материаловедческие нравятся больше всех, потому что вот то, что действительно я чуть-чуть больше сомневаюсь про биологию, там все-таки, ну, уж больно сложные системы, а вот материалы, они относительно в этом смысле простые, то есть, проще чем всякая органика. Из того, что я знаю, вот истории, связанные с конструированием новых материалов с необычными свойствами. Упомянули уже высокотемпературные сверхпроводники, над ними бьются-бьются, а их нет до сих пор. Если создать высокотемпературный сверхпроводник, это за собой столько всего повлечет!
С. Оселедько
―
Например?
А. Себрант
―
Например, транспорт. Потому что тогда все истории с различными магнитными подвесками, магнитными поездами, поездами на магнитной подвеске, и различными магнитными движителями, это все то, что сейчас либо чудовищно дорого, потому что должно охлаждаться до очень низких температур, и поэтому опасно, чуть-чуть изменилась температура, пропала сверхпроводимость – поезд разбился. Вот появление чего-нибудь работающего при комнатной температуре, это, пожалуй, похлеще будет, чем все эти самые идеи Маска про его Hyperloop. А потом, это материалы, которые могут много чего изменить даже в нашей традиционной жизни от одежды до самолетов. То есть, мы очень сильно живем в мире синтетических материалов. Представьте, что вы эти материалы просто можете под задачу конструировать. Вот хочу, чтобы оно было прозрачное сверхпроводимое, и еще чтобы на нем был экран такой же яркости, как на соседнем щите, потому что я хочу, чтобы у меня на спине, не знаю, фильм крутился.
Н. Марин
―
Или под конкретного пользователя, потребителя. Все-таки задача подбора лекарств под конкретный тип ДНК.
А. Себрант
―
Да, фармакология, конечно.
С. Оселедько
―
Вот как раз вопрос: «Лекарство от СПИДа квантовый компьютер найти поможет?»
Н. Марин
―
Мы ожидаем, что он примет существенное участие в этом поиске.
С. Оселедько
―
То есть, от всех болезней лекарства мы сможем найти?
Н. Марин
―
Надеюсь, что это произойдет достаточно скоро. Но квантовый компьютер сыграет в этом точно не последнюю роль.
А. Себрант
―
Да, там сейчас с таких разных сторон атакуют, потому что, да, в частности, там же понятно, что есть не только лекарства, там есть еще и задача очень точечного воздействия на ДНК. Не факт, что это будут делать таблетками, там есть разные средства.
Н. Марин
―
Не всегда же важен только правильный подбор лекарства.
А. Себрант
―
Конечно.
Н. Марин
―
Вот наш опыт с Watson и онкологией, важные элементы – именно правильная постановка диагноза вовремя. И не исключено, что квантовый компьютер поможет и в этом. То есть, Watson for Oncology, его основная задача не столько вылечить, сколько правильно, точно и вовремя поставить диагноз. И мы ждем, что искусственный интеллект и квантовые компьютеры в этом будут играть большую роль. Мы в этом смысле в IBM скорее энтузиасты, такие немножко мечтатели, потому что задачи прикладные и так решаются на компьютерах, которые мы и наши уважаемые партнеры производят сейчас массово.
С. Оселедько
―
Но тут, кстати, несколько человек уже намекнули, что вы опоздали. Говорят, компания D-Wave, купленная Google, уже вовсю продает свои 2000-кубитные компьютеры, а вы со своими пятью как-то уже устарели.
Н. Марин
―
Действительно это случившийся факт, особенности этих компьютеров в том, что они собираются из множества пяти-кубитных компьютеров, внутри каждых пяти они хорошо связаны друг с другом, пять с пятью. Но внутри между пятерками связи достаточно медленные, что ограничивает применение этих компьютеров специфичным родом задач, как раз связанных в основном с полным перебором.
С. Оселедько
―
А у вас?
Н. Марин
―
А наш компьютер универсальный.
С. Оселедько
―
У вас всего 5, но 5 правильных, а у тех 2000, но неправильные.
Н. Марин
―
И те 2000, они все-таки закрытые и они строятся под клиента. Наши 5, они открытые, и доступ к ним может получить каждый. Цели у нас разные. Наша цель – создать экосистему ученых, мечтателей, энтузиастов и программистов, которые создадут новые алгоритмы для квантовых компьютеров. И это то, для чего мы, собственно, сегодня здесь, то, для чего мы открыли этот квантовый компьютер широкой общественности.
А. Себрант
―
Вот это то, с чего мы начинали. Что иногда гораздо важнее, что именно выложено в Open source, а не то, что где-то внутри корпорации есть более мощная программа, но вот появление чего-то в Open source оно, как правило, через несколько лет выясняется, что двинуло мир сильно больше, чем отдельная внутрикорпоративная разработка.
С. Оселедько
―
Тут выяснилось, что среди наших слушателей полно энтузиастов, готовых что-то сотворить на вашем компьютере. Да, Петр спрашивает: «Повторите, пожалуйста, адрес сайта, где выложен алгоритм квантового компьютера и место, где перечислены все существующие на данный момент алгоритмы».
Н. Марин
―
Адрес сайта, где можно получить доступ к квантовому компьютеру легче всего найти в Яндексе…(смех)
А. Себрант
―
Спасибо.
Н. Марин
―
… достаточно набрать Quantum Experience. А название сайта, где перечислены алгоритмы, существующие на сегодня, называется Quantum Zoo (квантовый зоопарк).
С. Оселедько
―
Расфантазировалось много слушателей, вот вопрос: «Если этот компьютер может все просчитать, то и человека тоже? Не путь ли это к бессмертию?»
Н. Марин
―
Мы надеемся, что это станет дорогой к физическому долгожитию. Не столько к бессмертию, но к продлению активного возраста каждого человека.
С. Оселедько
―
Игорь: «Короче, суть такая: выкидывайте свои компы и ноуты, вкладывайте денежки за квантовые».
А. Себрант
―
Главное – дожить, понимаешь? Потом, может быть, кто-то когда-то станет бессмертным. До этого момента надо дожить, что вот правда теперь действительно интересный такой спорт, вот доживем или нет. То есть, лет 50 назад никто и не надеялся, а сейчас вот как раз выступаешь перед какими-нибудь школьниками и думаешь: а вот они-то точно доживут.
Н. Марин
―
И все-таки квантовый компьютер пока бесплатен, доступ к нему бесплатен, во всяком случае, до того, который построен IBM, денежки выкладывать рано.
С. Оселедько
―
Так все-таки, квантовые компьютеры заменят обычные или нет? То есть, вообще есть какой-то шанс, что они выйдут за пределы облака, к которому можно получить доступ для очень узких задач, связанных с полным перебором?
А. Себрант
―
Кто же его сейчас знает-то. Вот нехорошо гадать про то, что будет через 10 лет. Опыт показывает, что были же люди, которые говорили – я не помню, чья-то знаменитая фраза кого-то из больших экспертов, что миру не потребуется больше десяти ЭВМ, это нафиг никому не нужно. Ну…
Н. Марин: И 64
―
х килобайт…
А. Себрант
―
Да, ну, не хочется быть в обществе этих ребят, оказавшихся смешными пророками.
Н. Марин
―
Скорее всего они станут ассистентами, такими же как быстрые графические карты, которые будут работать вместе с обычными привычными нам традиционными бинарными компьютерами.
С. Оселедько
―
А сколько сейчас примерно стоит такой компьютер, вот его создание?
Н. Марин
―
Мы не делали оценок, потому что его строили долго, и много теоретических было выкладок. Я могу сказать только, что ежегодный бюджет на исследования и разработки в IBM – это 7-8 миллиардов долларов. Ежегодно. Часть из него тратилось на квантовый компьютер, но далеко не весь.
С. Оселедько
―
Это вот ответ на вопрос Васи: «Сколько миллиардов стоит одна секунда поиграть на вашем квантовом компьютере?»
А. Себрант
―
Пока нисколько, в чем прелесть Open source. И потом, кстати, ты говорил цифру сколько-то там десятков лет прошло с момента появления первых компьютеров до их массового распространения, а я вспомнил, что я дня два назад читал очень интересную статью про то, что – экономисты, причем, какие-то, не как раз компьютерщики, проанализировали, как ведет себя знаменитая теория диффузии инноваций. Вроде известная история, что все инновации, они ведут себя как чернила, уроненные в воду, которые там расползаются по этой воде. И модель там математическая довольно хорошо себя оправдывает для всего на свете, начиная от распространения сотовой связи среди населения и кончая проникновением конкретной игрушки в среду игроманов.Так вот, они выяснили одну общую вещь, что на протяжении последних 30-ти лет почти для любой технологии время диффузии резко сократилось, то есть, в разы. А это означает, что если что-то там 30-40 лет назад требовало этих 30-ти лет или 50-ти лет для захвата мира, то сейчас это максимум лет 10, то есть, подели эту цифру, которую ты называл для компьютеров больших на 3-4, получишь мало-мальски реалистическую оценку.
С. Оселедько
―
То есть, 20 лет – и все.
А. Себрант
―
Ну, это самая плохая оценка, то есть, может быть 20, может быть 10. Я про то, что сейчас вот реально ускоряется время, за которое технология из стадии младенчества доходит до стадии, когда либо она у каждого в кармане, либо ее следствие у каждого в кармане.
С. Оселедько
―
А вот проблема масштабирования вот этих пяти в 50, 100 и так далее, она серьезная сейчас? Насколько это сложно сделать?
Н. Марин
―
Она-то как раз пока серьезная, потому что это связано с инновациями в физическом мире, вот эти связи, они должны быть а) достаточно быстрыми, б) устойчивыми и как раз избегать тех самых квантовых эффектов – влияния солнца, иных объектов Вселенной на переходы в состояние, квантовых состояний между элементами этой цепи. Пока это сложно. Но мы видим, что она решается. Соответственно она тем сложнее, чем больше у нас кубитов. Между пятью это относительно просто построить, 10 уже сложнее, 50… мы ожидаем, что в течение пяти лет это реально построить подобную систему.
С. Оселедько
―
И параллельно куча энтузиастов, ученых и программистов будут разрабатывать все новые и новые алгоритмы и новые и новые программы для квантового компьютера?
А. Себрант
―
Конечно, и самое интересное то, что они за это время разработают то, что нам сейчас в голову не приходит. Точно так же, как в кучу других мест. Когда новая штука стартует, и люди начинают вокруг нее фантазировать, они приходят не к тем линейным, которые мы по экстраполяции придумываем, а к совершенно принципиально новым решениям.
С. Оселедько
―
Ну, конечно, вопрос про SkyNet, когда эта система поработит нас всех?
А. Себрант
―
Уже, уже, расслабьтесь.
С. Оселедько
―
Уже поработила, понятно. То есть, Денис очень хорошо все подытожил: «Уже в этом веке все болезни будут побеждены, наступит бессмертие», и в целом, я так понял, что наши эксперты в студии с этим более-менее согласны.
А. Себрант
―
Да.
С. Оселедько
―
Напоминаю, что у нас в студии был Николай Марин, архитектор по инновационным решениям IBM Россия и СНГ и Андрей Себрант, директор по маркетингу сервисов компании Яндекса, автор Telegram-канала TechSparks. С вами был я, Сергей Оселедько. Александр Плющев с нами сегодня не был, но, говорят, его уже выпустили.
А. Себрант
―
Саша, поздравляем!
С. Оселедько
―
Поэтому в следующий раз он будет с нами. Всем спасибо, до новых встреч!