С недавней поры вы стали научным куратором музея «АТОМ». Что сегодня важнее в популяризации атомных и квантовых технологий: показать мощь отрасли или научить думать в ее категориях?
То, что обычно понимается под атомными технологиями, — это высокотехнологичная индустрия. А «квантовые технологии» — скорее передний край исследований, направленных на управление отдельными агентами в квантовом мире. Важно привлекать внимание и к тому, и к другому.
Почему именно квантовые технологии становятся лицом современной физики? Это технологический драйвер, интеллектуальная революция или массово узнаваемый, но непонятный большинству научный бренд, олицетворяющий современную науку?
Потому что это фундаментальный уровень. Квант, если говорить просто. это самая малая часть чего-либо. Например, квант света — это самый слабый свет данного цвета, то есть при заданной длине волны.
Управление на уровне квантов — самое тонкое, какое только возможно в соответствии с законами природы. Вызов в том, что делать это чрезвычайно трудно. А награда — в том, что открываются возможности, не достижимые никаким другим способом.
Каков, по вашему мнению, будет первый массовый эффект от квантовых компьютеров, который почувствует не физик, а обычный человек?
Когда современные «шумные» квантовые компьютеры (NISQ) станут устойчивыми к ошибкам и вырастут в масштабе (станут тем, что называется FASQ), они смогут решать логистические задачи, ускорять поиск и моделировать химико-биологические процессы.
Это постепенно создаст среду нового типа — отличную от нашей примерно так же, как современный мир отличается от докомпьютерной эпохи.
Можно ли сказать, что с появлением квантовых компьютеров человечество перестанет «угадывать» лекарства и материалы, а начнет их конструировать?
Мы сможем быстро и надежно проверять свои догадки. Любая исследовательская задача — это в той или иной степени «квалифицированное угадывание»: выдвижение гипотез и отбраковка тех, что не подтвердились. Квантовый компьютер возьмет это на себя в ряде чрезвычайно сложных задач.
Можно ли сказать, что ИИ учится на данных, а квантовый компьютер моделирует реальность, и есть ли сценарий, где они объединяются в единый синтез?
Искусственный интеллект действительно учится на данных. Квантовый компьютер исполняет квантовый алгоритм, который может быть и симуляцией реальности — например, биохимических процессов. Как минимум, квантовые компьютеры смогут значительно ускорить процесс обучения ИИ.
Есть ли риск, что «квантовая гонка» превратится в новую «космическую риторику» без явно осязаемых (но не менее от этого нужных) результатов для общества?
Если превратится в риторику, то и правда, по определению, без результата. Но если говорить именно о гонке, то ничего плохого я в ней не вижу. Космическая гонка и развитие смежных областей дали мощный технологический импульс. От квантовой гонки я бы ожидал аналогичных эффектов.
Вы упоминали, что квантовая механика контринтуитивна. Можно ли признать ее «новой логикой»?
Абстракции, которыми мы описываем квантовый мир, не имеют аналогов в обыденном опыте. Обычная интуиция — вроде «электрон находится здесь и летит туда» — там не просто неприменима, но и вредна. Квантовая механика вообще родилась как преодоление этой интуиции. Но это количественная теория, обоснованная прагматическим успехом. Надо просто следовать ее внутренней логике, не подмешивая «очевидное» с точки зрения обыденного здравого смысла.
При обсуждении успехов установок, связанных с управляемым термоядерным синтезом есть понятие, зачастую именуемое в СМИ, как выработка «искусственного солнца», что несколько искажает суть явления. Есть ли в квантовой физике утверждение, которое вы больше всего не любите слышать в медиа, потому что оно искажает истинную картину?
Отвечу на первый вопрос. Термоядерный реактор — это нечто большее, чем Солнце. Разумеется, не в отношении размеров, но в отношении температур. Условия для термоядерной реакции даже в ядре Солнца «почти не выполнены»: реакция невозможна по законам классической физики, и звезды горят только благодаря квантовым эффектам («прохождению сквозь стену»).
И горят они крайне лениво: один килограмм Солнца выделяет в единицу времени примерно столько же энергии, сколько куча гниющих листьев. (Да, реакции идут только в ядре, но все равно скорость реакции очень мала.) Наша цель — в том, чтобы добиться намного более интенсивной реакции, а для этого нужны температуры, раз в десять превышающие температуру в ядре Солнца.
Сегодня у общества растет запрос на простые и быстрые ответы. При этом у молодого поколения часто короткий горизонт внимания. Это обычный «поколенческий» цикл или новая форма отчуждения от знаний?
Частично это реакция на специализацию науки и уровень используемых там абстракций. Они действительно сложны для восприятия без подготовки. Но важно понимать, что выбор абстракций оправдан их предсказательным успехом. Ведь главная задача науки — успешные объяснения и количественные предсказания свойств мира.
Да, часть понятий трудно передать широкой публике, и это порой вызывает раздражение. Иногда вульгарная популяризация подливает масла в огонь, создавая ощущение надувательства. Ситуацию можно улучшить, если учёные чаще будут напрямую общаться с заинтересованной публикой — на (почти) доступном языке. Слово «почти» предполагает готовность к некоторому интеллектуальному усилию со стороны слушателей.
Нечто подобное, кстати, мы запустили в музее АТОМ под названием «Атомные дискуссии» — приходите на ближайшую сессию уже в начале декабря.
Если Уотсон и Крик привели человечество к ДНК, а создатели квантовой теории — к квантовому миру, какой следующий шаг, по-вашему мнению, определит XXI век?
О, скажите мне, пожалуйста, как только узнаете!
Ранее мы рассказывали о Всемирном дне науки.
