Портал функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

Форум «Quantum Technology Conference 2018». Вторая квантовая революция: 5 сфер жизни, которые изменятся первыми

Первая квантовая революция создала мир, каким мы видим его сегодня. Она привнесла в него лазер, CD, флеш-память и магнитно-резонансный томограф. Что нам подарит вторая квантовая революция? Изменения коснутся ключевых жизненных сфер, а значит, затронут каждого из нас.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Медицина

Одним из основных достижений квантовых технологий стали квантовые сенсоры – и никакая другая отрасль не ждет так внедрения «сенсоров будущего», как медицина. В 2017 году физики разработали первый сенсор, который способен «разложить молекулу практически на отдельные атомы».

Как квантовые сенсоры устроят революцию в медицине? Они обладают невероятно малыми размерами и сверхчувствительностью, позволяя исследовать тело не на уровне грубой структуры, а буквально заглянуть в каждую клетку организма.

Пока это только лабораторные разработки, но в будущем они превратятся в многомиллионную индустрию. Квантовые сенсоры пригодятся для ранней диагностики заболеваний, но это еще не все: ученые рассчитывают, что они позволят создать искусственный мозг, который по уровню интеллекта не будет уступать человеческому.

Безопасность

Никто уже не говорит «никогда», когда речь идет об изобретении квантового компьютера. Новая разработка принесет не только пользу, но и большие риски – например, возможность просто взломать любой ключ шифрования. Если квантовый компьютер достаточной мощности появится сейчас, он сможет с легкостью хакнуть большинство современных электронных коммуникаций, что обернется крахом для мессенджеров, браузеров и других платформ.

Сейчас решением проблемы безопасности занимаются ученые из IBM. Проект NewHope, разработанный в 2010 году, уже отсрочил «тотальный» взлом безопасности систем не менее чем на 20 лет. Его уже использует GoogleCanary.

Разработками новых систем безопасности, устойчивых к квантовым компьютерам, занимается не только IBM: другие масштабные исследования также проводят в ISARA, Канада. Они работают на упреждение: современный квантовый компьютер еще не может быстро взламывать шифры, но будущая угроза ни у кого не вызывает сомнений – поэтому физики уже сейчас создают экосистему для компьютера будущего.

Помимо этого, резкое увеличение вычислительной скорости квантовых машин позволит создать методы кибербезопасности, которые практически невозможно взломать. В мире уже существует несколько разработок. Toshiba в 2015 году объявила о том, что готовит к выходу на рынок невзламываемую систему шифрования. Минобрнауки РФ выписало грант на 3 года в размере $2,7 млн для разработки системы управления распределенными ЦОДами, в которой линии связи будут защищены квантовым шифрованием. «ИнфоТеКС» в декабре 2017 года сообщила о представлении специального квантового телефона ViPNet, который демонстрирует интеграцию аппаратуры квантового распределения ключей.

Блокчейн

Блокчейн использует схему цифровой подписи на базе эллиптической кривой, которая подвержена риску быть взломанной квантовым компьютером уже в 2027 году. Первым на эту проблему обратил внимание Питер Вотерленд и создал группу по разработке блокчейна, устойчивого к квантовым компьютерам. Его проект находится в стадии активной разработки, и две недели назад QRL оценила этот ICO-проект в $83 млн.

Ученый выложил основной проект своего документа – «белую книгу» – в сеть для всех желающих и запустил тестовую версию, сейчас она всесторонне обсуждается на Reddit и BitcoinTalk. После ее выхода к группе разработчиков присоединились новые энтузиасты и начался этап активного воплощения идеи в жизнь: на сайте проекта регулярно появляются отчеты о новых решениях.

Команда Вотерленда уже создала первый «антиквантовыйблокчейн» – QRL. Это первая блокчейн-технология, которая обещает стабильную и длительную сопротивляемость квантовым взломам. Со временем таких технологий будет появляться все больше, и с изобретением мощного квантового компьютера они будут внедрены повсеместно.

Интернет

Ученые австрийского Инсбрукского университета недавно разработали новый метод передачи квантовых данных на огромные расстояния, который требует небольшого количества ресурсов. Это может стать началом принципиально нового квантового Интернета – мощного, быстрого, для которого расстояние не будет иметь совершенно никакого значения.

Финансы

Через два месяца после выпуска 17-кубитного сверхпроводящего чипа Intel выпустила новый 49-кубитный процессор под названием TangleLake. От количества кубитов, или квантовых разрядов, напрямую зависит уровень возможностей квантового компьютера. Intel стремилась создать самую мощную квантовую вычислительную систему, и появление TangleLake свидетельствует об успехах компании в этом направлении.

Главный исполнительный директор компании Брайан Кржанич сказал, что в будущем квантовые процессоры будут решать задачи, которые не под силу лучшим традиционным суперкомпьютерам современности – например, финансовое моделирование.

Финансовые операции, например, арбитраж, часто требуют большого количества последовательных шагов, которые невозможно просчитать даже с помощью самого мощного обычного компьютера. С этой задачей может справиться только квантовый компьютер.

Вторая квантовая революция уже началась. Инвесторы видят потенциал квантовых технологий и активно финансируют отрасль. В будущем все причастные к этой технологии получат колоссальное преимущество во всех ключевых жизненных сферах – финансовой, медицинской, в областях безопасности, спорта и во многих других. На примерах уже готовых разработок можно увидеть, какие сферы меняются прямо сейчас, а узнать подробнее о готовых решениях можно на конференции QuantumTechnologyConference.