Нобелевская премия. «Мы хотели понять физику и сделать соответствующие вычисления» — причины триумфа, зародившегося в 1985 году.

Квантовые компьютеры и искусственный интеллект (ИИ) — это большие технологические надежды XXI века, которые могут революционизировать как научные исследования, так и повседневную жизнь. Но сорок лет назад, в 1985 году, когда Мишель Деворе, Джон Мартинис и Джон Кларк, каждый в своей лаборатории, проверили на практике теоретический принцип квантовой физики, они и не подозревали, что их работа будет иметь такие технологические последствия. Буквально поглощенные экспериментами, они тогда и не подозревали, что получат Нобелевскую премию по физике, хотя со временем — и после ряда других наград — они поняли, что в какой-то момент это произойдет. «И именно сегодня утром, до 7 часов (по аргентинскому времени), представители Шведской академии объявили, что француз Деворе, американец Мартинис и британец Кларк стали лауреатами «за открытие макроскопического квантового туннельного эффекта и квантование энергии в электрической цепи», что является кратким изложением их уникального достижения. «Трое ученых поровну разделят между собой премию в размере около 1 200 000 долларов США и поднимут тост на гала-вечере в декабре этого года. «Имели ли вы представление о том, чем занимались с технологической точки зрения сорок лет назад?», — спросили Кларка (83 года) через несколько минут после появления новости. «Нет, на самом деле нет, мы просто хотели понять физику и сделать соответствующие вычисления», — сказал он. «Несмотря на разные национальности, пионерские работы этой тройки были выполнены в Калифорнийском университете в Беркли, где им удалось придать квантовые свойства электрическим цепям с сверхпроводниками, что позволяет манипулировать ими и сделать их видимыми (а не просто состоящими из элементарных частиц). «Вопрос, на который они пытались ответить, заключался в том, можно ли наблюдать эффекты квантовой физики, так называемый квантовый туннелинг, в электронных цепях с миллионами и миллионами электронов», — пояснил LA NACION Даниэль Домингес, исследователь Национального совета по научным и техническим исследованиям (Conicet) и профессор Института Бальсейро в Барилоче. Им удалось их изготовить, что в то время было очень сложно, поскольку для этого используются температуры, близкие к абсолютному нулю (-273 °C), и схемы очень маленьких размеров, менее микрона (одна тысячная миллиметра). И они убедились, что они соответствуют законам квантовой механики», — добавил он. «Это имеет практическое применение при очень эффективной обработке квантовой информации, поэтому оно стало платформой для квантовых вычислений. Все, что произошло после этого в этой области, началось с этого», – добавил Леандро Тоси, также исследователь в Balseiro. «Это долгожданная и заслуженная награда», – оценил Хуан Пабло Пас, старший исследователь Conicet и профессор Университета Буэнос-Айреса (UBA), из Канады, куда он отправился на конференцию. «Эти работы открыли новую область, создали технологию, которая позволяет строить макроустройства из сверхпроводящих материалов, подчиняющихся законам квантовой физики; создаются искусственные атомы различного типа, которые можно использовать для хранения информации, соединенные между собой линиями передачи, которые также ведут себя квантово», — добавил Пас, один из пионеров квантовых вычислений в Аргентине, в этой области он работает с 1990-х годов. Преимущество этого типа вычислений по сравнению с традиционными заключается в том, что они умножают скорость вычислений до ста раз именно благодаря квантовым свойствам. А это очень большая вычислительная мощность». В частности, эта Нобелевская премия присуждается за достижения в области квантовых схем, имеющих значение для квантовых вычислений, и датчиков, работающих на границе физически доступного, но в некоторой степени влияющих также на множество других приложений, связанных с коммуникациями, материалами, энергетикой и здравоохранением», — отметил Алехандро Файнштейн, исследователь Национальной комиссии по атомной энергии (CNEA) и Balseiro. «Эта вторая квантовая революция преобразует ландшафт науки и ее прикладных областей в XXI веке таким образом, который был невообразим еще несколько лет назад», — добавил он. Несмотря на то, что квантовые вычисления еще только начинают развиваться, крупные компании уже инвестировали миллиарды долларов в создание идеального компьютера, в частности, с точки зрения его способности решать проблемы и шифровать данные. «Фактически, Мартинис был нанят Google в 2014 году, но в 2020 году покинул компанию, что вызвало некоторый резонанс. А Деворет в настоящее время является главным научным сотрудником Quantum AI в самой Google. «Недавно я был на конференции в Гельголанде, и там было сказано, что на данный момент нет ничего экономически полезного, что можно было бы сделать с помощью существующих квантовых вычислений, сегодня они бесполезны». Но компании и государства, которые также вкладывают в это большие средства, очень хорошо понимают, для чего это может пригодиться. «Правда в том, что в 1984 году это было «что-то очень маргинальное; то, что обсуждалось на перерывах между конференциями, чтобы поговорить о других вещах, этим интересовались только странные люди или те, кому было все равно, что сейчас в моде», — признает Пас. «Затем все взорвалось в 1994 году, когда люди начали осознавать, что существуют технологии для манипулирования отдельными квантовыми системами, атомами, фотонами. Это позволяют сделать схемы: из очень холодного твердого материала изготавливают небольшое устройство, которое ведет себя как искусственный атом, и таким образом собирают квантовый компьютер. И не только: оно также служит для создания датчиков, систем измерения очень маленьких сигналов, сверхточных», — заключил он. «Это как если бы Нобелевскую премию дали моему дедушке», — с небольшим преувеличением говорит уже упомянутый Леандро Тоси, который после получения докторской степени в Balseiro четыре года проработал во Франции в Qantronics, лаборатории, созданной Деворе в южной части Парижа. И он много разговаривал и дискутировал на научные темы с нынешним лауреатом Нобелевской премии. «Он действительно как член семьи, я учился у него. Я даже использую тот же шаблон для своих лекций. Он мудрец, с ним можно говорить на любую тему, о литературе, политике, и он всегда очень глубоко мыслит и задает вопросы, которые заставляют задуматься», — сказал Тоси, вспоминая, как однажды после лекции в Йеле Деворе подшел к нему, чтобы в течение двух часов обсудить его выступление. Он не единственный аргентинец, работающий в этой области: «В стране есть активные группы высокого уровня в этой области, что является результатом многолетней непрерывной и серьезной работы», — говорит Файнштейн.