Доктор физико-математических наук Алексей Кавокин стал первым российским ученым, удостоенным премии Quantum Devices Award. Эту награду вручают за новаторский вклад в области сложных полупроводниковых устройств с квантовыми наноструктурами. Что это значит – в интервью программы «Пульс города».
Юрий Зинчук,ведущий программы «Пульс города»: «Алексей Витальевич, я поздравляю вас с этой заслуженной наградой. Как петербуржец петербуржца. С вашего позволения, я процитирую по российским СМИ формулировку, которая определяет, за что вы получили эту награду. «Алексея Кавокина наградили за теоретическое предсказание бозе-эйнштейновской конденсации экситонов и экситонных поляритонов при комнатной температуре, что позволит создать поляритонные лазеры, которые в перспективе могут стать основой для создания кубитов базовых элементов квантовых компьютеров». Кроме сочетания «квантовый компьютер», я ничего не понял. Поэтому для меня, троечника по физике, объясните, пожалуйста, в чем суть вашего открытия?»
Алексей Кавокин,доктор физико-математических наук, лауреат премии Quantum Devices Award: «Представьте себе большую дорогу, какую-нибудь автостраду, по которой едет много-много автомобилей. Кто-то из них ускоряется, кто-то тормозит. Возникают пробки, заторы. В общем, обычная история. Теперь представим себе, что все автомобили вдруг поехали с абсолютно одинаковой скоростью они могут одновременно ускоряться, замедляться, но все-все-все абсолютно синхронно. Тогда, как вы понимаете, не будет ни пробок, ни заторов, будет такое плавное текучее движение. Это то, чем мы занимаемся, только не для автомобилей, а для элементарных частиц».
Юрий Зинчук,ведущий программы «Пульс города»: «А как вы убрали эти «светофоры», «перекрестки»?»
Алексей Кавокин,доктор физико-математических наук, лауреат премии Quantum Devices Award: «Это все придумал Эйнштейн в 1924 году. Он сказал, что все частицы в мире делятся на 2 класса: фермионы и бозоны. Для бозонов существует такое явление: бозе-эйнштейновская конденсация. Оно как раз означает, что все частицы начинают себя вести как одна огромная частица. Но, к сожалению, это происходит как правило при очень низких температурах. В 20 веке научились конденсировать атомы рубидия, лития, натрия при температурах порядка 0,000 000 1 градуса – очень близко к абсолютному нулю. А мы придумали, что можно, оказывается, и при комнатной температуре. Просто надо взять немножко другие частицы, более легкие. И в этом весь секрет».
Юрий Зинчук,ведущий программы «Пульс города»: «А с точки зрения технического применения, давайте немного пофантазируем. Через 100, 200, 500 лет – что это даст человечеству?»
Алексей Кавокин,доктор физико-математических наук, лауреат премии Quantum Devices Award: «Я надеюсь, что гораздо раньше. Квантовый компьютер на полупроводниковой платформе. Сейчас, в это время, когда мы с вами разговариваем, разворачивается международная гонка, кто первый сделает надежный квантовый компьютер. Пока лидируют американцы, Google, IBM.
Еще надо понять, зачем он нужен. Вообще, он не очень нужен. Он, скорее, вреден. Его защитники говорят, что квантовый компьютер позволит нам сделать вакцину от коронавируса, от рака. Действительно, он решает некоторые задачи в миллиарды раз быстрее, чем «классический». Конечно, у него будут, скорее всего, и менее симпатичные области применения. Взлом кодов. Речь идет об информационной безопасности. Квантовый компьютер, на самом деле, старшное оружие, которое будет взламывать коды, которые защищают все в нашей жизни: от банковских секретов до дипломатической переписки. Ядерные ракеты тоже все защищены классическими пока что системами криптографии. Квантовый компьютер будет их легко взламывать».
Юрий Зинчук,ведущий программы «Пульс города»: «Это как открытие термоядерной реакции, которую потом использовали для создания страшнейшего, мощнейшего оружия. Но в то же время, можно использовать и в мирных целях. То же самое и здесь: создание квантового компьютера – своего рода квантовая бомба, которая может взорвать все наше информационное пространство. Так?»
Алексей Кавокин,доктор физико-математических наук, лауреат премии Quantum Devices Award: «Да, именно так его и называют. Атомная бомба XXI века. Но против этого тоже есть оружие, и тоже квантовое – квантовая криптография, квантовая коммуникация».
Юрий Зинчук,ведущий программы «Пульс города»: «Итак, создание квантового компьютера приведет к тому, что будут полностью разрушены все системы информационной безопасности. Если сейчас, когда мы используем обычные компьютеры, мы как-то защищены, а создание квантовых компьютеров, которые в миллиарды раз быстрее работают, все дешифрую мгновенно?»
Алексей Кавокин,доктор физико-математических наук, лауреат премии Quantum Devices Award: «Примерно так. Дело в том, что большинство современных систем защиты основаны на том, что вам надо набрать какой-то код. Надо выбрать, угадать один вариант из, скажем, ста миллиардов. А квантовый компьютер все эти сотни миллиардов будет одновременно анализировать. Не последовательно, один за другим, как классический компьютер, а все сразу».
Юрий Зинчук,ведущий программы «Пульс города»: «Процитирую одного человека: квантовый компьютер – еще один шаг на пути создания искусственного интеллекта. А искусственный интеллект – это доступ к управлению всем миром. Имя этого человека Владимир Путин. На сколько он прав – ваша оценка».
Алексей Кавокин,доктор физико-математических наук, лауреат премии Quantum Devices Award: «Действительно, квантовый компьютер, который сейчас используется Google, конечно, пытаются применить эту рзаработку для создания искусственного мозга. Но еще немного рано. Пока то, что они сделали, это всего 53 квантовых транзистора. Несмотря на то, что их так мало, они обыграли огромный жуткий классический суперкомпьютер Summit, в котором сотни миллиардов транзисторов. Тем не менее, для того, чтобы сделать что-то похожее на наш мозг, нужны не 53, а тысячи кубитов, тысячи квантовых транзисторов. И это, конечно, надо сделать».
Юрий Зинчук,ведущий программы «Пульс города»: «Но 53 уже созданы! Они уже есть! Где 53 – там и 53 миллиарда?»
Алексей Кавокин,доктор физико-математических наук, лауреат премии Quantum Devices Award: «Дорога от 2-х до 53-х заняла где-то лет 7. Но есть надежда, что дальше все пойдет быстрее. И это как раз то, над чем мы работаем. Мы придумали другую систему. Мы делаем не так, как Google. Google работает при безумно низких температурах, в огромных металлических криостатах, которые нуждаются в газе гелий-3, которого на земле крайне мало. А нам ничего этого не надо. У нас обычные полупроводниковые технологии, как в любом смартфоне. Поэтому я считаю, что мы их обгоним».
Юрий Зинчук,ведущий программы «Пульс города»: «»Догнать и перегнать Америку» – помните такой лозунг 30-х годов? Тут будет «Догнать и перегнать Google»».
Алексей Кавокин,доктор физико-математических наук, лауреат премии Quantum Devices Award: «Прекрасный лозунг. Я считаю, что это очень стимулирует науку в нашей стране».
Юрий Зинчук,ведущий программы «Пульс города»: «Такой вопрос. О вас очень много пишут российская и европейская пресса. Они используют такую терминологию, как жидкий свет. Насколько я правильно понял: сейчас все компьютеры работают за счет изменения физических параметров частиц. А вы сделали что-то такое, что абсолютно похоже на свет, который работает только на фотонах».
Алексей Кавокин,доктор физико-математических наук, лауреат премии Quantum Devices Award: «Все наши компьютеры работают на электронах. Отсюда и термин – «электроника». А мы заставляем работать кванты света – фотоны. Но с фотоном очень не удобно работать. Он ни на что не реагирует. Поэтому мы делаем жидкий свет. Он существует внутри полупроводниковых структур, искусственных, которые выращиваются атом за атомом. Они буквально складываются, как паззл. И в этих структурах свет начинает делать все, что мы от него хотим. Он может двигаться со скоростью пешехода, может остановиться, мы можем его загнать в бутылку, как джинна. Мы можем его заставить менять свое направление, формировать капли. В общем, все, что мы хотим. В частности, мы из него делаем квантовые транзисторы».
Юрий Зинчук,ведущий программы «Пульс города»: «Алексей Витальевич, вы говорите – я в шоке! Остановить свет! Использовать как инструмент! Неужели это возможно?»
Алексей Кавокин,доктор физико-математических наук, лауреат премии Quantum Devices Award: «Да, медленный свет – это очень интересная область современной физики, квантовой оптики. Мы этим занимаемся в том числе. Недостаток света в том, что он очень быстрый. Стоит замедлить до разумных скоростей – работайте с ним как хотите».
Юрий Зинчук,ведущий программы «Пульс города»: «И если эта технология, точнее, это открытие будет применено в области создания квантового компьютера, то, конечно же, это будет прорыв, выход на какой-то другой уровень реальности для цивилизации».
Алексей Кавокин,доктор физико-математических наук, лауреат премии Quantum Devices Award: «Я на это очень надеюсь. Понимаете в чем дело, квантовый компьютер – ему действительно посвящено очень много публикаций, он на слуху, но это по-прежнему экзотика. Машина Google работает исключительно в лабораторных условиях, огромна и так далее. То, что мы делаем, может, позволит делать компактный квантовый компьютер, сравнимый с современными ноутбуками, планшетами. Конечно, до этого надо пройти некий путь. Но, понимаете, от первого транзистора, который сделали в 1945 году, до нашего мобильного телефона тоже была некая дорога. Так что я надеюсь, что через 10 лет мы будем разговаривать в квантовой системе коммуникаций».
Юрий Зинчук,ведущий программы «Пульс города»: «Процитирую одно из ваших интервью. «Технологическая война, происходящая сейчас, сродни той ядерной гонке, которая началась в середине прошлого века. И победит в этой войне тот, кто сможет удовлетворить сумасшедший аппетит мира в прокачке, обработке все больших и больших возрастающих объемов данных». То есть сейчас точка силы, точка могущества находится там, где большие данные».
Алексей Кавокин,доктор физико-математических наук, лауреат премии Quantum Devices Award: «У нас идет очень серьезная работа над квантовым компьютером. Российский квантовый центр координирует ее, Руслан Юнусов является координатором программы Росатома, это стратегическое направление деятельности государства».
Юрий Зинчук,ведущий программы «Пульс города»: «Россия может стать лидером в этой технологической войне?»
Алексей Кавокин,доктор физико-математических наук, лауреат премии Quantum Devices Award: «У России есть очень хорошие шансы, если только она не будет вечно догонять. У нас есть возможность это сделать. Я совершенно уверен, что те результаты, о которых я рассказывал, дают реальную возможность обогнать».
Юрий Зинчук,ведущий программы «Пульс города»: «Но это будет уже другой мир! И он будет уже очень скоро! Не через 300-500 лет, а через десятилетия!»
Алексей Кавокин,доктор физико-математических наук, лауреат премии Quantum Devices Award: «Да, даже через годы. Десятилетия – это много. Все развивается очень быстро».
Юрий Зинчук,ведущий программы «Пульс города»: «Алексей Витальевич, вы же учились в Петербурге, да?»
Алексей Кавокин,доктор физико-математических наук, лауреат премии Quantum Devices Award: «Мне очень повезло, я учился в 239-й школе. Сейчас это Президентский лицей. Это физмат-школа. В ней учились очень многие наши лауреаты: Стас Смирнов, Перельман. Примерно в то же время, когда и я. Из этой школы вышли ярчайшие физики. В общем, школа потрясающая. Она до сих пор работает. Конечно, школа мне дала очень много. Дала, скажем, больше, чем вуз. Я ничего не хочу плохого сказать про Политехнический институт, в котором я затем учился, но школа действительно заложила и интерес к физике и понимание, как это все делать. Я хочу еще поблагодарить Физико-технический институт им. Иоффе, я в нем начал свою научную карьеру. Жорес Иванович там очень много сделал. Потом он там построил школу, ФТШ, куда ушли многие учителя из моей школы, 239-й, мой учитель физики сейчас директор ФТШ. Это тоже блестящая, замечательная школа».
Юрий Зинчук,ведущий программы «Пульс города»: «То есть Петербург может быть такой кузницей, которая создает прорывы, людей, которые могут такие прорывы осуществлять?»
Алексей Кавокин,доктор физико-математических наук, лауреат премии Quantum Devices Award: «Безусловно».
Юрий Зинчук,ведущий программы «Пульс города»: «Вы сейчас в Лондоне?»
Алексей Кавокин,доктор физико-математических наук, лауреат премии Quantum Devices Award: «Я в Англии, но не в Лондоне. Сейчас я сижу в своем маленьком доме в английской деревушке».
Юрий Зинчук,ведущий программы «Пульс города»: «Что вы там делаете?»
Алексей Кавокин,доктор физико-математических наук, лауреат премии Quantum Devices Award: «Вы знаете, я мечтаю прилететь, но пока что это невозможно из-за коронавируса. Я надеюсь, что скоро начнут самолеты летать, и я хочу домой, к родителям».
