Логистиката, банковото дело, пазарът на акции ще бъдат едни от първите области, които ще се възползват от развитието на квантовите технологии. Много се говори, че тези технологии ще доведат до създаването на нови материали и лекарства. Върви се в тази посока и това ще се случи, но не това ще бъде първото им голямо приложение, защото задачата изглежда много трудна. Това каза акад. Николай Витанов, водещ учен в света по квантова информатика и кохерентен контрол на квантови системи, в предаването „Футуризъм“ по Bloomberg TV Bulgaria с водещ Антон Груев.

Акад. Витанов даде и конкретни примери за възможно бъдещо приложение на квантовите технологии. Ако товарен автомобил трябва да снабди много обекти, следва да се реши въпросът как да се намери най-краткият път между тях. Тази задача е трудна за класическия компютър. Същото се отнася и до разпределението на консумацията в електрическите мрежи – квантов компютър би могъл да се справи с тази задача по-точно от класическия.

Как започва всичко?

Квантовите технологии са два вида – стари, които са добре установени и промениха до голяма степен живота на човечеството през 20-и век, и нови, които вероятно ще променят живота ни този век, каза акад. Витанов.

„Старите квантови технологии използват квантовите свойства на материалите и на обектите като цяло, докато новите квантови технологии използват свойствата на единични квантови обекти – единични атоми, йони, фотони и т. н.“, обясни той.

Един от най-ярките примери за старите квантови технологии е микроелектрониката, която според акад. Витанов е най-голямото научно откритие на 20-и век.

„Благодарение на микроелектрониката имаме мобилни телефони, телевизия, радио, хладилници, печки, перални. Към старите квантови технологии спада също ядрената енергия, както и лазерите“, отбеляза той.

Новите квантови технологии използват свойствата на квантовите системи на единично ниво и по този начин чудният свят на квантовата физика все повече се превръща в реалност. Тя ще позволи да бъдат създадени нови и много по-мощни устройства от сега съществуващите, очаква гостът.

„Когато IBM навлезе в тази област през 2016 г. със своите изследователски лаборатории и си постави за цел да построи работещ квантов компютър, това промени всичко.“

Това е тласнало и други компании като Amazon, Google, Microsoft, Honywell да навлязат в областта на квантовите технологии. „Появиха се и много стартъпи и оценката към момента е, че в света има около 1000 квантови стартъпа. Някои от които се оказаха много успешни и работят на ниво, сравнимо с технологичните гиганти“, отбеляза акад. Витанов.

Това развитие е накарало академичната общност да промени начина, по който работи, и да погледне по-практично към тази чисто академична сфера до този момент.

Пробивът на HSBC

Неотдавна HSBC обяви квантов пробив в следенето на облигации. Акад. Витанов отбеляза, че постижението на компанията все още се изучава, но изтъкна, че новината е важна, тъй като е първото приложение на квантово изчисление в реални задачи.

„HSBC използваха квантовите процесори на IBM, за да постигне 34% подобрение, както твърдят, спрямо предсказанията на класическите алгоритми на пазара на европейски облигации. Тя обаче направи това на база исторически данни, а не в реално време и трябва да приемем постижението ѝ с известна доза скептицизъм. Все още не е успяла да победи пазара и да спечели пари от постижението си“.

Квантовите технологии днес

Новите квантови технологии се разделят на три големи категории – квантови компютри, квантови сензори и метрология и квантови комуникации и кодиране на информация, като те са взаимно свързани и до голяма степен се подпомагат взаимно, каза акад. Витанов.

Най-стари са квантовите комуникации - от средата на 80-те години на миналия век, макар че едва през последно време придобиват реални практични приложения. Квантовите компютри са от средата на 90-те години, а квантовите сензори са най-нови - от началото на 21-и век.

Акад. Витанов счита, че и трите области ще имат потенциал за развитие, но засега е трудно да се каже откъде ще дойде най-големият ефект.

„Квантовите комуникации са много свързани с квантовите компютри, тъй като те възникнаха поради факта, че квантовите компютри могат да разбият класическите алгоритми за кодиране на информация. Това предизвика голямо брожение сред специалистите, включително на държавно ниво, поради проблема за сигурността на информацията“, отбеляза гостът.

„Когато имаме напълно функционален квантов компютър, а IBM обещава, че това ще стане през 2029 г., необходимостта от квантовите комуникации ще бъде много съществена“, коментира той. Квантовите сензори също са от съществено значение поради способността им да улавят изключително слаби сигнали.

„Едно от големите обещания е, че квантовите сензори ще заменят ядрено-магнитния резонанс, който е тежка и неприятна процедура. Представете си шлем, който се слага на главата, с мънички сензори, които използват изключително малко електричество, абсолютно безболезнени и нетравмиращи за пациента. Квантовите сензори свалят 3D образ на мозъка или на друг орган много бързо, а не слой по слой, както работи ядрено-магнитният резонанс. Това ги прави много по-евтини, по-безболезнени и по-бързи.“

Квантовите технологии в България

У нас има изследвания в областта на квантовите технологии на световно ниво, каза акад. Витанов. Те се извършват в Центъра за квантови технологии във Физическия факултет на Софийския университет, създаден преди две години, за да канализира и концентрира усилията. А изследвания в областта се правят от 25 години.

„Благодарение на навлизането на големите технологични гиганти, интересът на студентите към тези области  се повиши и наблюдаваме засилен интерес на млади изследователи. В Центъра за квантови технологии има четири научни групи, четирима утвърдени изследователи, около пет постдокторанти, около десет докторанти, а също и дипломанти, студенти", разказа акад. Витанов.

"Засега не развиваме хардуер. Работим с отдалечен достъп в облака с квантовите процесори, които се предлагат от технологичните гиганти."

Направени са и редица теоретични изследвания, например за това как да се подобрят елементарните квантови операции или как квантовите сензори да станат още по-чувствителни към околната среда.

В предаването вижте още: 

• Учени създадоха изкуствен неврон, който може директно да „разговаря“ с живи мозъчни клетки
• Ново изследване показва, че силовите тренировки влияят не само на мускулите, но и на чревната микрофлора
• Учени създадоха първия математически модел, който обединява краткосрочната еволюция в рамките на видове, и дългосрочните промени, водещи до възникването на нови видове
• Учени от Китай разработиха нов вид покритие за прозорци, което може да улавя слънчевата енергия и да я преобразува в електричество

Вижте целия коментар във видеото.

Още по темата

Създателите на квантовия компютър на Google получиха Нобелова награда

Финансовата сфера ще бъде сред най-големите клиенти на квантовите компютри

Дания и Novo Nordisk инвестират $300 млн. във фонд за квантови технологии

Всички гости на предаването „Футуризъм“ можете да гледате тук.