Телепортация к 2035 году: почему это не фантастика

Сегодня вице-премьеру РФ Аркадию Дворковичу презентуют программу "Национальной технологической инициативы". В числе прочих направлений фигурирует и телепортация. TatCenter.ru без претензий на научное обоснование и представление общей картины пытается объяснить, о чем идет речь и почему телепортация - это не фантастика.

22 июня межведомственная рабочая группа при участии вице-премьера РФ Аркадия Дворковича ознакомится с программой "Национальная технологическая инициатива" (НТИ), по которой к 2035 году в России могут появиться свой язык программирования, оператор связи нового типа и телепортация.

Программу, как писал "Коммерсантъ", подготовило Агентство стратегических инициатив, и в течение двух лет на нее потратят около 10,8 млрд рублей, семь из которых - из федерального бюджета.

Согласно документу, помимо обширного покрытия 5G, центров киберугроз, и широкого применения нейроинтерфейсов, в документах фигурирует и телепортация. Все это входит в проект "дорожной карты" развития в России до 2035 года рынка систем безопасности информационных и киберфизических систем SafeNet. Руководитель этой группы направлений - Валентин Макаров, президент некоммерческого партнерства, объединения компаний-разработчиков программного обеспечения России "Руссофт".

"Не Стартрек"

Если отбросить те факты, что через двадцать лет НТИ будут заниматься другие люди (да и вообще непонятно, что будет), то говорить о телепортации можно. Это совсем не похоже на то, что мы видим в фантастических фильмах или играх, но телепортация на уровне квантовых частиц уже существует и это факт. Этой же точки зрения придерживается и гендиректор Российского квантового центра Руслан Юнусов, который в интервью Лайфу заявил, что речь идет о квантовой телепортации.

"Есть такой термин — квантовая телепортация, он показан в лабораториях. Это совсем не то, что мы себе представляем, когда смотрим "Стартрек". Квантовая телепортация - вполне научная штука, она работает, наверное, будет к 2035 году применяться, но не для телепортации макрообъектов, даже отдельную живую клетку мы будем готовы телепортировать не очень скоро. Речь идёт о том, чтобы телепортировать отдельный атом", - сказал он.

В мире уже используются квантовые технологии - в лазерах, микропроцессорах, томографах. Следующий уровень развития квантовых технологий - переход от массового управления материи к управлению отдельными квантовыми частицами, говорил нобелевский лауреат по физике Дэвид Гросс еще в 2012 году на публичной лекции в Москве.

По его словам, квантовая телепортация - это перенос состояния с одного квантового объекта на другой, находящийся на расстоянии. Партнеров, находящихся на двух концах квантовой линии связи, называют Алиса и Боб. Первая телепортация была еще в 1997 году - тогда ученые смогли перенести фотон.

Кубиты вместо битов

Попытки перенести состояние частиц ведутся уже больше 20 лет. В прошлом году американские и японские ученые смогли перенести состояние частицы по оптоволокну на 100 км, а уже этим летом китайские ученые проведут первый в мире эксперимент по осуществлению квантовой телепортации на расстояние более 1200 километров.

Вероятно, в документах НТИ речь идет как раз о квантовой телепортации - перенос не материального объекта, но информации (и это отлично ложится в общую программу Safenet, связанную с киберпространством). Если не вдаваться в подробности и технические описания, то главная практическая польза от использования квантов на данный момент - это оперирование кубитами - квантовыми битами информации и, собственно, создание квантовых компьютеров. В их основе лежит использование принципа суперпозиции (а также квантованная запутанность, но это совсем сложно) - если сейчас бит может находиться либо в положении 0, либо в положении 1, то кубит сможет находиться в состоянии 0 и 1 одновременно. Это может существенно ускорить производительность и повысить вычислительные мощности.

Подробно о квантовой телепортации можно почитать на портале N+1: сотрудник Российского квантового центра и профессор Университета Калгари Александр Львовский объясняет, как именно происходит квантовая телепортация.

Компьютеры в сто раз мощнее

Квантовых компьютеров сейчас практически не существует - есть их аналоги, связывающие сотни кубитов, и сейчас главная проблема - это масштабирование. Про подобные компьютеры говорили еще в 80-х, в нулевых появились первых однокубитные компьютеры, в 2012 году в США построили двухкубитный квантовый компьютер. Над квантовыми компьютерами работают и российские ученые, и крупнейшие корпорации - IBM, Microsoft и Google.

В конце 2015 года директор Google по инжинирингу Хартмут Невен написал в своем блоге, что компании удалось увеличить мощности их квантового компьютера D-Wave до 100-кратного размера по сравнению с существующими традиционными процессорами. Ученые критиковали Google и NASA за то, что хоть и им удалось собрать несколько сотен кубитов, тем не менее, принципы работы остались классическими, поэтому работающего квантового компьютера в мире еще нет. Хотя мир и близок к нему.

В целом, упоминание телепортации в документах НТИ говорит, в первую очередь, не о трате 10 млрд рублей на фантастические разработки, а на приоритет развития одного из самых сложных разделов физики - квантовой. Вероятно, если бы было написано "квантовые коммуникации", все было бы проще - отсюда вытекает и обоснование центров защиты от киберугроз гражданского назначения (а квантовые коммуникации сейчас рассматриваются как локомотив криптографии и шифрования в целом), и развитие вычислительных мощностей для систем безопасности.

Илья Иванов

Источник: Интернет-портал TatCenter.ru