Квантовый скачок:
от науки к бизнесу
Традиционные вычислительные системы подходят к своему пределу. Как уверяют ученые, следующий прорыв случится на базе квантовых технологий. При этом кванты — это не только вычисления, но и квантовый интернет, квантовые нейронные сети и потенциально новое качество цифровой инфраструктуры и кибербезопасности. На что стоит обратить внимание бизнесу? Своим опытом в «Сколково» поделились представители «Росатома» и РЖД.
Екатерина Солнцева, директор по цифровизации «Росатома»:
— Сейчас в мире очень много внимания уделяется квантовым технологиям, большие средства направляются на их развитие. Растут бюджеты и национальных программ, и технологических компаний. Будущие корпоративные пользователи квантовых вычислений наращивают инвестиции в это направление.
Мы рассматриваем это как общую страновую задачу, а вовсе не задачу «Росатома», мы здесь выступаем скорее как координатор этой работы. По нашей дорожной карте предусмотрено к финансированию 23,5 млрд рублей, из которых 13,5 — это бюджетные средства, 10 — внебюджетные.
И тут я хотела как раз обратить внимание на эту вторую часть, потому что мы действительно считаем, что самое главное сейчас — выстроить систему привлечения внебюджетных денег, потому что нам важны не просто развитие квантового компьютера и демонстрация квантового превосходства на абстрактной задаче. Это, собственно говоря, уже сделали, и хорошо. А сейчас, как мы видим, главная задача — это сфокусироваться на практическом применении квантовых вычислений.
Это сложно сделать, потому что мы находимся в самом начале. И действительно, еще очень большой путь предстоит в части знакомства общества с тем, что такое квантовый компьютер и какие возможности он может предоставить. Но вот именно сейчас мы закладываем базу совместного с будущими потребителями финансирования дорожной карты.
«Росатом» направил свои 1,3 млрд в дорожную карту, то есть мы уже работаем по нашим задачам и рассчитываем, что начиная с 2021 года к нам будут присоединяться другие крупные компании, совместно с которыми мы уже сейчас работаем для того, чтобы понять, какая практическая польза будет получена при разработке квантовых компьютеров.
В позапрошлом году, когда «Росатом» подписал соглашение с правительством РФ о том, что мы берем совместно с кабмином на себя ответственность за развитие квантовых вычислений, очень быстро стало понятно, что необходимы общие усилия, потому что ни одна крупная компания самостоятельно не может охватить все направления.
Давайте честно скажем: мы сейчас находимся в ситуации догоняющих в мире, потому что другие страны ушли, некоторым образом, вперед, и нам нужно сейчас за несколько лет сократить этот разрыв. И здесь нам нужны консолидированные усилия. Поэтому было принято решение создать проектный офис в «Росатоме», задачей которого будет именно координация всех усилий страны в этом направлении.
И кроме того, конечно, очень важно, что мы работаем совместно с международным сообществом. «Росатом» создал экспертный совет ведущих мировых ученых. Важно получить мнение людей, которые уже прошли по этому пути. Мы очень ценим такое сотрудничество. Квантовый компьютер — это совершенно точно общее дело.
Мы работаем с целым рядом госкорпораций и компаний, чтобы найти те самые практические применения. Конечно, это все те направления, которые требуют кратно больше ресурсов, чем сейчас могут позволить даже самые современные суперкомпьютеры. То есть, например, создание новых материалов, задачи логистики и другое.
Сейчас главное — найти те первые задачи, которые могут быть в практической плоскости решены с помощью еще пока что, естественно, не самых мощных квантовых компьютеров, но тем не менее которые могут продемонстрировать уже квантовое превосходство в практической области. И здесь нам очень помогают наши собственные подразделения. «Росатом» — это четыре сотни предприятий атомной отрасли.
Мы уже сейчас с нашими предприятиями выработали некоторую последовательность тех задач, которые могут решаться с помощью квантового компьютера. Это задачи в области физики, атомных процессов.
Сейчас до сих пор неизвестно, на каком конкретно физическом принципе будет построен квантовый компьютер. Есть разные разработки, есть четыре лидирующих направления. Возможно, будет несколько типов квантовых компьютеров, заточенных под разные задачи. И это тоже один из непростых вопросов, которые нам предстоит решить.
Руслан Юнусов, руководитель проектного офиса по квантовым технологиям «Росатома», гендиректор Российского квантового центра:
— Последние восемь лет я занимался развитием квантового центра в России, однако последний год мы вместе с Екатериной Солнцевой строим большой проект, ту самую дорожную карту. И действительно, здесь «Росатом» играет лидирующую роль, однако мы строим проект в рамках всего государства, в рамках России, и, более того, привлекаем к этому международное сообщество.
Когда мы говорим «проектный офис», мы подразумеваем структуру, которая объединяет стили различных команд — не только «Росатома», не только проектного центра, но и всех лидирующих лабораторий внутри страны, а их порядка десятка, которые работают на хорошем мировом уровне. И более того, мы активно ищем и привлекаем коллег из-за рубежа.
Нам исторически повезло, что квантовые технологии, квантовая физика особенно сильна была в Советском Союзе, в России, и поэтому сейчас в мире существует очень мощная научная русскоговорящая диаспора. Она нас поддерживает, наши коллеги могут ездить за границу стажироваться, например. Мы получаем обратно кадры, которые уже знают, как делать науку мирового масштаба.
Мы наконец-то, наверное, преодолели ту проблему, которая была в 1990-е в России, когда все умы только уезжали, а сейчас мы можем сказать, что, действительно, мы работаем в обе стороны — и к нам приезжают.
В последние буквально два-три года наблюдается взрывной рост количества стартапов. Он прямо экспоненциальный. Если раньше это были единицы, то сейчас уже десятки, и суммы инвестиций выросли заметно. Если раньше это было от 1 до 10 млн долларов на проект, то сейчас никого не удивить чеком в 80–100 млн. Произошла трансформация, и — я не думаю, я знаю — в рамках дорожной карты мы предусмотрим поддержку стартапов.
Полагаю, в ближайшие пару лет мы увидим в России рост числа стартапов по квантовым технологиям. И одна из наших задач — не только наукой заниматься, разрабатывать абстрактный компьютер — нет, мы должны сделать и прототип, и мы должны развивать эту индустрию. И поэтому, как Екатерина правильно сказала, мы работаем уже сегодня с крупными компаниями, чтобы находить те задачи, которые будут решаться удачно лет через пять. Надо уже сегодня алгоритмизировать, надо думать над софтом и так далее. Вот эти все задачи мы решаем вместе в рамках дорожной карты.
Мы формируем команду не только из исследователей, ученых и инженеров, нам нужны не только управленцы, но и люди, которые смогут объяснить корпорациям, будущим потребителям, что такое квантовые технологии, что эти технологии им нужны в их жизни уже завтра, а не послезавтра и работать надо над этим уже сегодня. Нужны люди, которые понимают, как квантовые технологии превратятся в бизнес, и объяснят это действующему бизнесу сегодня. И вот таких людей мы ищем активно.
Коллеги, если вы нас слушаете, новаторы, кто хочет построить карьеру в управлении сложными технологиями, пожалуйста, обращайтесь к нам. Это действительно сложно, потому что надо, чтобы глаза горели, надо, чтобы компетенции были, надо, чтобы образование, которое люди получили, было образованием, а не просто корочкой. Это первая часть вопроса, организационная. Она сложная, и мы ее будем решать и будем строить то, чего не было никогда.
Вторая часть — мы ищем исследователей, которые будут разрабатывать этот квантовый компьютер. Конечно, мы уже знаем всю «поляну», всех, кто в России может что-то делать на хорошем уровне, мы со всеми в контакте. Но более того, мы опять же активно ищем коллег из-за рубежа, которые, например, уже что-то сделали в этой области или лучше нас.
Очень часто коллеги лучше нас знают, как делать что-то, и мы не стесняемся это сказать, мы, наоборот, пытаемся их привлечь. Кого-то на частичное время, кого-то на полное. И это тоже очень большой пласт работы — создать такую экосистему, такую культуру, в которую люди готовы будут приехать, вернуться из Америки, из Германии. Частично нам это удается уже сегодня, но, действительно, очень правильный вопрос, потому что он сложный, и для меня, как для руководителя проекта офиса, наверное, это одна из самых главных задач — суметь собрать людей, потому что не оборудование сделает квантовый компьютер, а люди это сделают.
Если глобально посмотреть, то мы на самом деле пока не знаем, зачем нам нужен квантовый компьютер. Как так — мы не знаем, а что-то вроде делаем? Если вспомнить ситуацию, когда в 1950-е годы строились обычные компьютеры, люди точно так же говорили: «Нам не нужны компьютеры, чтобы посчитать это и вот это». Но потом оказалось, что мы компьютеры используем для других вещей.
Никто и не предполагал тогда ни интернет, ни индустрию игр, да много чего не предполагали в то время. Так вот, то же самое с квантовым компьютером. У нас есть какой-то горизонт, который мы едва видим, но на самом деле мир гораздо шире. И когда мы построим квантовые технологии, наиграемся с ними, вот тогда и поймем, зачем нам нужен квантовый компьютер.
Павел Дорожкин, заместитель начальника департамента квантовых коммуникаций РЖД:
— Коротко расскажу о том, как связаны российские железные дороги и квантовая коммуникация. На самом деле в этом сочетании нет совершенно ничего неожиданного. Компания «РЖД» владеет и эксплуатирует более чем 75 тысяч километров оптоволоконных сетей, проложенных вдоль железных дорог по всей территории страны. Все эти оптоволоконные линии идут, соответственно, вдоль развитой железнодорожной инфраструктуры, и это естественным образом создает идеальный плацдарм для строительства и эксплуатации магистральных оптоволоконных квантовых сетей, для размещения промежуточных узлов сети и для использования этих сетей для начала на инфраструктуре РЖД. Ну и конечно, не только на ней.
Дочерняя компания РЖД «Транстелеком» оперирует частью оптоволоконных линий РЖД, работает с миллионами абонентов, с физическими лицами, с компаниями, с государственными структурами. И конечно же, со всеми этими абонентами мы ведем общение в рамках программы «Внедрение и применение квантовых коммуникаций».
Помимо оптоволокна сами российские железные дороги — это огромная инфраструктура, это 85 тысяч километров железных дорог, это 700 тысяч человек персонала. Понятно, что задача обеспечения безопасности внутреннего служебного трафика, клиентских данных, системы мониторинга и управления самой железнодорожной инфраструктурой — уже только это само по себе представляет большой рынок для квантовых коммуникационных систем, хотя, повторюсь, на этом рынке никто останавливаться не собирается.
Кроме того, в РЖД традиционно очень серьезно относятся к инновациям. Имеются собственные исследовательские институты, ведется активная работа с фондами развития и с фондом «Сколково». Мы являемся и заказчиками, и потребителями разработок. В РЖД ведутся собственные и совместные инновационные разработки в направлении беспилотного движения, систем контроля мониторинга с применением искусственного интеллекта, использования спутниковых геоинформационных технологий, разработка и использование электрохимических источников энергетики, новых материалов.
Есть интерес в квантовых вычислениях по причине задачи оптимизации больших объемов данных, большого количества трафика. Это одна из потенциальных сфер применения для квантовых симуляторов компьютера и многое-многое другое, чем РЖД не просто интересуется, а активно занимается. Поэтому на самом деле вполне естественно, что РЖД назначена правительством быть разработчиком и оператором дорожной карты национальной программы для развития квантовых коммуникаций.
Для подготовки и реализации программы в РЖД был создан департамент квантовых коммуникаций. В него были приглашены специалисты из известных организаций, университетов, занимающихся квантовыми технологиями. Это физики и разработчики в прошлом, и телекомспециалисты, и, конечно же, управленцы с большим опытом работы в области развития и коммерциализации высоких технологий.
Коллектив продолжает гармонично расти, мы продолжаем набирать людей и надеемся, что сможем обеспечить полноценное развитие отрасли в рамках порученной нам правительством задачи по подготовке и реализации дорожной карты.
Я хочу отметить, что РЖД, по крайней мере на текущем этапе, не планирует заниматься собственными исследованиями и разработками в области квантовых коммуникаций. Основная задача, которая возложена на нас, — это применить свой опыт, опыт компании по управлению сложными разработками, организовать и скоординировать работу, способствовать развитию рынка, и в этом направлении очень многое необходимо сделать. Таким образом, РЖД была подготовлена соответствующая дорожная карта развития квантовых коммуникаций. Она защищена, так же как и карта «Росатома» по квантовым компьютерам, летом 2020 года.
Мы находимся в активной стадии работы. На самом деле работу мы начали задолго до того, как карта была официально утверждена. Многое что сделано, соответствующие результаты уже демонстрировались и будут показаны в ближайшем будущем. И в этом плане мы идеологически и технологически очень близки к коллегам из «Росатома». Мы решаем примерно ту же задачу, в родственной области.
Мы очень активно взаимодействуем с «Росатомом», потому что, конечно, очень много общего и в технологиях, и, самое главное, в тех организациях, которые разработками этих технологий занимаются. Поэтому мы в ежедневном контакте друг с другом.
В рамках целевых показателей мы поставили довольно амбициозные задачи перед собой. Это и объем рынка, и протяженность квантовых сетей, и уровень развития технологий. Это и целевые показатели по патентной публикационной активности, по обеспечению кадрами. Всего более 30 показателей эффективности, и все они должны быть на довольно серьезном уровне развития технологий и рынка.
Если говорить цифрами, то речь идет на ближайшие четыре года о реализации примерно 120 научно-исследовательских проектов и мероприятий, порядка 10 блоков приоритетных технологий, создании более 75 различных продуктов и сервисов. И ставится такая амбициозная цель, чтобы по результатам реализации программы Россия уверенно вошла в тройку лидеров по уровню развития квантовых технологий и объему предоставляемых услуг в данном направлении.
Подготовил Николай Алексеев
Фото: Фонд «Сколково»; Shutterstock; Unsplash