С 21 по 25 июля в Москве состоялась восьмая Международная конференция по квантовым технологиям ICQT-2025. Форум проводится раз в два года и объединяет разработчиков квантовых и смежных технологий, ученых и журналистов из разных стран. В 2025 году ключевыми темами конференции стали квантовые вычисления, коммуникации и сенсоры.
Как отметил сооснователь Российского квантового центра и советник генерального директора госкорпорации «Росатом» Руслан Юнусов, «Особенность ICQT — в ее международном характере: здесь собираются исследователи со всего мира, и именно это дает возможность по-настоящему сравнить подходы, обменяться идеями и запустить совместные проекты. Квантовые технологии перестали быть узкоспециализированной научной темой и уже стали полем глобальной конкуренции, напрямую влияющим на будущее экономики и устойчивое развитие».
Во время открытого дня конференции прошла питч-сессия, на которой о своих разработках и дорожных картах развития рассказали российские квантовые стартапы.
Генеральный директор компании QApp Антон Гугля представил постквантовую криптографию (PQC). Она защитит данные даже в случае появления очень мощных квантовых компьютеров. Антон Гугля подчеркнул, что текущие алгоритмы (например, цифровые подписи) уязвимы перед подобными атаками, а к 2030 году квантовая угроза станет еще более актуальной. Он также добавил, что в России ведутся как научно-исследовательские, так и пилотные проекты, тестируются отечественные алгоритмы-кандидаты в будущие национальные стандарты постквантовой криптографии. По мнению генерального директора QApp, PQC-решения уже сейчас необходимо внедрять в инфраструктуру, чтобы оценить уровень «криптографической гибкости» бизнеса. Это позволит спрогнозировать затраты, а также риски ввода постквантовых решений в промышленную эксплуатацию в ближайшие годы.
Научный директор компании QRate Роман Шаховой представил квантовую криптографию и объяснил, как работает метод квантового распределения ключей (QKD). Он также отметил, что безопасность QKD гарантирована самими законами квантовой физики. Компания на данный момент разрабатывает более дешевые решения для городских сетей коммуникации, а также повышает скорость работы систем. По мнению Романа Шахового, огромные расстояния нашей страны требуют разработки технологий передачи ключей через атмосферу. Сейчас это направление развивают исследователи из Московского государственного университета им. Ломоносова.
Вице-президент Газпромбанка и руководитель научной группы РКЦ Алексей Федоров, отвечая на вопрос журналиста, объяснил, в чем состоит разница между квантовой и постквантовой криптографией. Квантовая криптография — это аппаратное решение, основанное на управлении индивидуальными квантовыми системами. В то же время постквантовая криптография — это набор новых алгоритмов и программных решений. Получается, что PQC защищает устройства клиента, а QKD — каналы связи. Таким образом, PQC и QKD дополняют друг друга. Как показала питч-сессия, оба направления в России развиваются ускоренными темпами.
Журналист Науки Mail задал Алексею Федорову несколько вопросов о развитии квантовых технологий в России.
Сегодня мы постоянно видим новости о создании новых методов коррекции ошибок, квантовых алгоритмов, увеличении расстояний, на которые передается информация с помощью квантовых коммуникаций, и так далее. Понятно, какие барьеры осталось преодолеть, чтобы квантовые вычисления приносили пользу обществу. Но когда именно, по вашим оценкам, квантовые компьютеры станут практически полезными?
Научные исследования в квантовых технологиях сегодня направлены на преодоление ключевых вызовов. В случае квантовых коммуникаций — увеличение расстояния и скорости генерации квантовых ключей, а также снижение требований к инфраструктуре. Если говорить о квантовых вычислениях — масштабируемость, т.е. увеличение количества кубитов без снижения качества квантовых операций.
Порог полезности — это не такой тривиальный вопрос, так как наряду с прогрессом квантовых компьютеров вперед двигаются классические решения: как железо, так и алгоритмы. Осторожные оценки — это 300+ кубитов с высоким качеством операций. Такая система может быть полезна, например, для решения узкоспециализированных оптимизационных задач. По крайней мере, с такой системой можно всерьез конкурировать с классическими решениями.
На днях китайская компания SpinQ заявила, что для решения полезных задач нужно будет не менее 500 кубитов. И вот тогда-то мы заживем! В России самый мощный квантовый компьютер обладает 50 кубитами. Это много или мало? И как нам прийти к отметке в 500 кубитов? Можно ли это сделать, соединив несколько чипов по 50 кубитов в общую схему? И существует ли такая технология?
Оценки для порога полезности квантовых вычислителей разнятся. Как я отметил ранее, мы видим перспективы применений у систем с 300+ кубитами. Есть предложения для систем из 500 кубитов, для 1 млн уже есть понятные алгоритмы для решения задач, которые непосильны для классических суперкомпьютеров. Как и всегда, практика — критерий истины. Необходимо наращивать мощность квантовых вычислительных устройств и постоянно сравнивать их возможности с классическими решениями.
50 кубитов — это серьезный уровень, который стал возможным благодаря системной работе научных институтов, таких как Российский квантовый центр, ФИАН им. П. Н. Лебедева, МГУ им. М. В. Ломоносова, других университетов и научных центров, при поддержке госкорпорации «Росатом». Переход к большему количеству кубитов — при необходимости радикально не снижать точность операций (!) — это задача следующего цикла развития технологий. Необходимо двигаться.
На конференции ICQT−2025 эксперты много говорили о практическом применении квантовых технологий. Но внедрять любые инновации сложно — мешают лень и страх. Как преодолеть эти человеческие барьеры, чтобы «кванты» стали повседневной бизнес-реальностью? И всем ли они нужны?
С индустрией и бизнесом необходимо работать — преодолевать скепсис. Для этого мы много занимаемся популяризацией, разрабатываем аналитические отчеты, проводим пилотные проекты с индустрией. Дорогу осилит идущий. Кванты могут быть полезны по широкому спектру решения сложных вычислительных задач, а также в вопросах защиты информации. Поэтому перспективы очень значительные. При этом важно понимать, что квантовые вычисления не заменят классическую вычислительную инфраструктуру, а дополнят и усилят ее.
Одна из ваших задач в Газпромбанке — отслеживать состояние самых передовых научных разработок, которые будут полезны бизнесу. На какие еще технологии кроме квантов стоит обратить внимание? Какие из них, по вашему мнению, могут стать революционными для общества?
Газпромбанк уделяет большое внимание развитию науки и технологий. Сегодня именно развитие науки и технологий — ключевой фактор конкурентоспособности существующих отраслей промышленности. Также новые прорывные разработки создают новые индустриальные направления. С 2014 года Газпромбанк поддерживает развитие квантовых технологий, которые, как мы видим, сегодня формируют новую отрасль.
С моей точки зрения, последние годы особенно заметен прогресс в квантах, нейробиотехнологиях, машинном обучении и новой энергетике. Важно отметить, что значительные изменения будут связаны не только с внедрением решений на основе этих технологий по отдельности, но и их синергетическим эффектом.
Расскажите о стыке квантов и ИИ. Это будет какая-то совершенно невозможная головоломка для обычных людей, к которым, к слову, относятся и представители бизнеса? Что даст этот гибридный подход?
Квантовый искусственный интеллект, или, более точно, квантовое машинное обучение — одно из наиболее активно развивающихся на сегодняшний день направлений в квантовых вычислениях. Отчасти это связано с тем, что для получения ускорения в задачах машинного обучения гипотетически может быть достаточно ресурса уже существующих квантовых компьютеров, работающих с ошибками, тогда как в других задачах, например, в моделировании материалов, требования к ошибкам более строгие.
Мировые лидеры, такие как компания Google, делает на это направление ставку. Поэтому и технически, и с точки зрения мировой практики, это направление очень актуально.
В России проводятся первые эксперименты по применению квантовых вычислителей для решения задач машинного обучения, например, группами РКЦ и ФИАН им. П. Н. Лебедева на базе ионных квантовых процессоров, а также в МФТИ на базе сверхпроводникового квантового вычислительного устройства.
Квантовый ИИ может работать по-разному. Во-первых, это может быть использование квантового компьютера как сопроцессора, который можно (по аналогии с графическим процессором) использовать для ускорения отдельных элементов сложных алгоритмов машинного обучения. Во-вторых, с помощью квантовых процессоров можно ускорять обучение. В-третьих, сами квантовые вычисления можно строить по принципу машинного обучения: делать не фиксированный набор операций с заданными параметрами, а менять их от запуска к запуску в зависимости от результата.
Ранее мы рассказывали, что в России создали портативный нейроинтерфейс на квантовых сенсорах.
