Как мы уже сообщали, в Россию приезжал «крёстный отец» квантовых компьютеров, Питер Шор. Первым местом, которое посетил Питер Шор сразу после аэропорта, стали офис и научно-исследовательская лаборатория компании НИКС. Тот факт, что Питер Шор приехал в Москву - событие маловероятное, так как из-за занятости Шор отказывает многим научным, коммерческим и правительственным организациям во всём мире. Ну а то, что он приехал именно в НИКС - ещё более маловероятное событие.
Визит Шора стал возможным исключительно благодаря связям компании НИКС в российской и американской научной среде, и в немалой степени благодаря мощной финансовой поддержке и грамотной организации визита.
Питер Шор любезно согласился дать интервью сотрудникам Службы некомпьютерных новостей компании НИКС:
Спец. корр.: Когда, по Вашему мнению, будет создан квантовый компьютер?
Питер Шор: Думаю, через несколько десятков лет.
Спец. корр.: Ваш алгоритм имеет отношение к криптографии, не пытались ли секретные службы (АНБ и пр.) как-либо задержать его публикацию, засекретить вашу работу?
Питер Шор: Нет. Алгоритм появился в марте, а соответствующее подразделение АНБ узнало о нём только в августе от сотрудника, который присутствовал на одном из моих выступлений на конференции, они узнали о нём тогда, когда он был уже широко известен.
Спец. корр.: После открытия квантового алгоритма сколько времени вы проверяли квантовый алгоритм перед тем, как представить его научной общественности?
Питер Шор: Несколько дней. Я сначала проверил его сам, потом показал моему другу и коллеге. Буквально через несколько дней весть об этом разнеслась по США, никто не видел самого алгоритма, но мне звонили по телефону, и я вкратце обрисовал алгоритм.
Спец. корр.: Расскажите, как ваш жизненный путь привёл Вас к открытию алгоритма?
Питер Шор: Я стал увлекаться математикой очень рано, в детстве. Потом, в школе, попал в число участников международной математической олимпиады.
Спец. корр.: Как вы попали на эту олимпиаду?
Питер Шор: К нам в школу приезжали какие-то люди и давали математические тесты, тем, кто справлялся, давали тесты труднее, ну и так далее. В итоге я показал очень хороший результат в этих тестах, и меня отобрали для участия в американской национальной математической олимпиаде. Победители этой олимпиады и поехали на международную. Ну и я в их числе. Я слышал, что у вас в России математическое олимпиадное движение гораздо более развито.
Спец. корр.: Вы учились в математической школе?
Питер Шор: Нет, родители отдали меня в обычную общеобразовательную школу, не частную, publiс school недалеко от Сан-Франциско.
Спец. корр.: А кем были ваши родители?
Питер Шор: Мой отец работал инженером в US NAVY (ВМФ), а мать по образованию психолог, собственно, психологом она не работала, а преподавала психологию в колледже. После рождения детей ушла с преподавательской работы и посвятила себя семье.
Спец. корр.: Расскажите о своей учёбе в Калтехе, вы же там учились на математика, много ли внимания в процессе обучения уделялось квантовой механике?
Питер Шор: У нас много часов было посвящено изучению физики, и квантовую механику преподавали в большом объёме. Я помню лекции Фейнмана, но тогда он ещё не занимался квантовыми вычислениями. Я закончил Калтех в 1981 году, а первый доклад про квантовые
компьютеры Фейнман сделал, если я не ошибаюсь, в 1982-м на конференции в Барбадосе. Вторая его работа, посвященная квантовым компьютерам, вышла в 1985 году.
Спец. корр.: Вы работали в Bell labs, как там сейчас обстоят дела с физикой?
Питер Шор: Дух физики покинул стены Bell labs. Хотя там и осталось много хороших computer scientists.
Спец. корр.: Приходилось ли вам самому писать программы в Bell labs?
Питер Шор: В основном я занимался теорией, но иногда писал программы. Очень простые, для компьютерных экспериментов.
Спец. корр.: Когда вы работали в Bell labs, какой ЭВМ вы пользовались?
Питер Шор: Скорее всего, это была машина архитектуры mainframe, не помню, какая именно. Я вообще-то должен был бы помнить, но я не помню.
Спец. корр.: А каким компьютером вы пользуетесь сейчас?
Питер Шор: У меня был ноутбук IBM, но по прошествии нескольких лет он устарел, и сейчас у меня вроде бы Toshiba. Может быть, в будущем куплю MacBook.
Спец. корр.: Вы живёте в самом Бостоне? Сколько времени занимает дорога от дома до работы? На работу ездите на машине? Какая у вас машина - марка, модель?
Питер Шор: Нет, я живу в пригороде, в Вэлэсли. Езжу на машине, вообще-то есть поезд, можно добраться до Бостона на нём, но станция далеко от моего дома, и потом, в машине ездить удобнее. Когда машин на дороге нет, дорога занимает минут 30, а в час-пик 45-50. Машина у меня вроде бы Субару, а вот модель не помню.
Спец. корр.: Как Вы относитесь к реформам здравоохранения, проводимым сейчас президентом Обамой?
Питер Шор: Я думаю, что это будут правильные меры, что они приведут к положительным результатам. В любом случае, в нынешней системе нужно что-то делать.
Спец. корр.: Проблемы нынешней системы здравоохранения коснулись Вас?
Питер Шор: Да, и весьма существенно ударили по карману.
Спец. корр.: Какую систему здравоохранения Вы бы выбрали, как в США или как в Канаде?
Питер Шор: Не знаю.
Спец. корр.: Есть ли у Вас, или были русские студенты? Как оцениваете их уровень знаний?
Питер Шор: Не было, но я знаю, что в MIT много хороших русских студентов и преподавателей.
Спец. корр.: Ваши дети будут математиками? Кем они хотят быть?
Питер Шор: Я не думаю, что они будут математиками. Хотя точно сказать нельзя, всё может быть. Старшая (ей 13 лет) хочет быть писателем, а младшая ещё не определилась.
Спец. корр.: Ощущаете ли вы влияние рекордного дефицита внешнеторгового баланса США в своей повседневной жизни?
Питер Шор: Нет, не ощущаю.
|
Руководитель направления цифровой техники и оборудования компании НИКС, Марианна Оболенская пришла поинтересоваться, куда компания НИКС тратит зарабатываемые её подразделением деньги:
|
После интервью профессор Шор отправился в научно-исследовательскую лабораторию компании НИКС. В научно-исследовательском отделе Питер Шор прочитал доклад о своём алгоритме, а также ответил на некоторые вопросы научных сотрудников и руководства компании НИКС. Питер Шор провел в НИКСе в общей сложности 2 дня, и по понятным причинам мы не можем воспроизвести наш диалог полностью. Тем не менее, представляем вашему вниманию некоторые ответы Питера Шора, возможно, они будут интересны специалистам и сочувствующим:
Вопрос: Как так произошло, что Вы пришли к идее квантового алгоритма факторизации?
Питер Шор: Я всерьёз заинтересовался квантовыми компьютерами в начале 1990-х, когда в Bell labs приехал с докладом Умеш Вазирани. Затем был алгоритм Саймона, разобравшись с которым я стал думать, как использовать квантовое унитарное вращение для ускорения вычислений. Мне пришло в голову, что это будет очень полезно в задачах с периодичностью. На самом деле я сначала придумал, как ускорить нахождение дискретного логарифма, а уже после применил тот же подход для разложения больших чисел на множители.
Вопрос: Почти одновременно с вашей пионерской работой по исправлению ошибок вышла статья Эндрю Стина. Повлияла ли Ваша идея 9-кубитового кода на его предложение?
Питер Шор: Я думаю, что она появилась независимо от моей. О моей работе знал Артур Экерт, в принципе, он работал в одном месте со Стином, так что теоретически какое-то влияние могло бы быть, если бы Экерт рассказал о моей работе Стину, но я не думаю, что это было.
Вопрос: Сколько, по-вашему, будет использовано физических кубитов на 1 логический, вычислительный кубит практически полезным квантовым компьютером – 1000, 1000000?
Питер Шор: Я думаю, хватит примерно 20-ти.
Вопрос: Как уровень резервирования квантового компьютера зависит от уровня ошибок?
Питер Шор: Я не знаю, сложно сказать. Существует критический уровень шума, поддающегося исправлению, если реальный уровень шума ниже критического, то вычисления могут продолжаться сколь угодно долго.
Вопрос: Как Вы думаете, какой уровень ошибок за один вычислительный такт на один кубит будет приемлем для функционирования будущего квантового компьютера?
Питер Шор: Думаю, что 1 тысячная – 1 десятитысячная. Эммануил Книлл предложил схему ошибок, которая будет работать при уровне ошибок в несколько процентов, но эта схема требует более миллиона кубитов на один логический кубит, конечно это всего лишь константа, полиномиальные алгоритмы всего равно будут выполнены за полиномиальное время, но практически создание такого компьютера невозможно.
Вопрос: Поддерживаете ли вы квантовый аналог тезиса Чёрча? (что квантовая версия машины Тьюринга обладает способностью решать за полиномиальное время задачи, которые имеют решение за полиномиальное время на других типах компьютеров)
Питер Шор: Да, я думаю так.
Вопрос: Каково ваше мнение о новых подходах к решению вычислительных задач, основанных на явлении квантовой гравитации (Пенроуз)? Грубо говоря, когда мимо чёрной дыры под определённым углом бросают камень, и по углу разлёта осколков получают ответ на поставленную задачу.
Питер Шор: Я в это не верю.
Вопрос: Если код защищает и от ошибки - изменения фазы, и от ошибки - изменения амплитуды в одном кубите, то он защищает от любой однокубитовой ошибки?
Питер Шор: Да, разумеется.
Вопрос: Возможен ли код для квантового компьютера, исправляющий любые многокубитовые ошибки малой интенсивности?
Питер Шор: Нет, все ошибки исправлять не получится. На любой самый хитроумный код найдётся своя специфическая ошибка, с которой он не сможет ничего поделать. Но в реальном мире мы знаем кое-что о наиболее вероятных ошибках, в частности, знаем, что скоррелированные ошибки сразу в нескольких кубитах маловероятны, и на основе этого строить корректирующие ошибки коды, предохраняющие от наиболее распространённых помех.
Вопрос: Какой вариант квантового компьютера является сейчас самым продвинутым?
Питер Шор: Квантовый компьютер на основе эффекта ядерного магнитного резонанса (ЯМР) в молекулах. С его помощью удалось реализовать, например, алгоритм разложения на множители числа 15. Всё же все существующие сейчас варианты являются весьма дорогостоящими. Когда переносили исследования ЯМР-компьютера из IBM в Массачусетский технологический институт, то только одна пробирка, содержащая нужные молекулы, была оценена в 200 000 долларов.
Вопрос: Существует ли оптимальный алгоритм, который при заданном уровне шума требует минимального резервирования?
Питер Шор: Точно ответить невозможно. Ответ зависит от вида помех, некоторые поддаются исправлению легче, некоторые трудно исправить. Известные сегодня алгоритмы коррекции ошибок, несомненно, можно улучшить. Если бы по этому вопросу была бы написана книга, она пользовалась бы большим спросом.
Вопрос: Предположим, нам необходимо записать в n-кубитовую квантовую базу данных (такую, как в алгоритме Гровера) суперпозицию N чисел. Сколько операций на это потребуется?
Питер Шор: Порядка N*n.
Подождите...
