КВАНТОВАЯ ГОНКА
О возвращении ученых в Россию, преодолении нашего отставания и стартовавшей в мире гонке квантовых технологий
Как остановить утечку мозгов в науке?
— Руслан Рауфович, вы нередко обращаетесь к проблемам выезда и возвращения наших ученых из-за рубежа. Утечка мозгов — постоянная тема отечественной публицистики. Вы же погружены в нее практически с момента создания Национальной квантовой лаборатории. Охарактеризуйте ее с позиций вашего опыта.
— Дела в науке обстоят хуже, чем казалось людям в этой сфере, в том числе и мне. Мы знаем, что Нобелевских премий у нас более десятка. Но в последние 50 лет почти не было. Есть несколько еще живых заслуженных ученых, которые могли бы получить премию за очень давно сделанные работы.
Абрикосов получил за работы, сделанные в России, но как представитель США. Мне было неприятно читать высказывания, что он гордится получением премии в Америке, так как много претерпел в СССР. Гейм и Новоселов получили премию тоже как представители другой страны.
За 30 лет нет пока ни одной Нобелевской премии за работы в Российской Федерации. И не очень даже видно, какие работы хотя бы могли претендовать на нее. А ведь Нобелевская премия — индикатор состояния науки самого высокого уровня.
Развивать науку в России надо с ориентиром на новые Нобелевские премии. Это очень большой пласт работы. Талантливые ребята должны совершенствовать свое дарование и оставаться в науке в России или вернуться сюда после учебы.
Перемещение ученых через границы — обязательная норма сегодня, но движение не должно быть в одну сторону, от нас вовне. Кроме того, недостаточно просто сделать тут открытия, заслуживающие премии. Далее необходимо их продвижение — научный лоббизм, PR и много чего еще.
Вот Гарвард знает, как готовить нобелевских лауреатов. Это история, выходящая за рамки собственно научных исследований.
В России сегодня надо начинать подобный комплексный проект, чтобы через 10–15 лет получить хоть что-то. И если Нобелевской премии не получим, это не значит, что в стране ничего с места не сдвинулось: сама работа не пропадет.
— В СССР было универсальное решение — десятки тысяч километров контрольно-следовой полосы с вышками наблюдения и собаками, самый длинный забор в истории. Ученые сидели внутри вместе со всеми гражданами. Тридцать лет назад открылся мир, и начался исход науки. Как сделать так, чтобы не уезжали?
— С возрастом вопрос заработка становится более важным. А вот молодым ребятам что нужно, чтобы не уезжать?
Они готовы жить на небольшие деньги, лишь бы получать лучшие знания в лучших вузах, работать с лучшими учеными и реализовывать свои научные мечты.
То есть первое — отличные лаборатории с сильными профессорами.
Десять лет назад мы начали реализацию этого проекта. Нам удалось привезти сюда на постоянную занятость сильных профессоров, которые имеют серьезные позиции на Западе. Они проводят здесь треть или половину своего времени, собирают у нас научные группы.
СПРАВКА «НОВОЙ»
Квантовые технологии строятся на способности управлять сложными системами на уровне отдельных частиц (например, атомов или фотонов) и использовать феноменальные квантовые эффекты, такие как суперпозиция и запутанность. Осознание этих явлений обыденным сознанием невозможно — человечество впервые столкнулось с прямым и зримым проявлением законов природы, которые не могут быть объяснены с точки зрения личного опыта. Это в буквальном смысле «то, чего не может быть никогда». Принято различать три класса устройств, основанных на квантовых принципах:
— квантовые компьютеры. Это вычислительные устройства, использующие для решения задач принципы квантовой механики. Производительность на таком компьютере не связана с тактовой частотой процессора, а основана на квантовом параллелизме. Один шаг квантового вычисления совершает гораздо бо́льшую работу, чем один шаг классического. За их создание и развитие в России отвечает госкорпорация «Росатом»;
— квантовые коммуникации. Используют эффекты квантовой физики для безопасной передачи криптографических ключей. Обеспечивают связь, которую невозможно взломать. Их развитие является приоритетом номер один для всех правительств мира. В России за их развитие отвечает ОАО «РЖД». Вторая по протяженности в мире линия квантовой связи между Москвой и Санкт-Петербургом построена весной этого года, но о ее полноценном запуске в эксплуатацию не сообщалось.
— квантовые сенсоры. Измерительные приборы, использующие сверхчувствительные квантовые эффекты. Высокая степень контроля над состоянием отдельных микроскопических систем позволяет создавать сверхточные устройства навигации или сенсоры слабых биомагнитных полей для медицинских устройств. За их создание и производство в России отвечает госкорпорация «Ростех».
Немало университетов сейчас применяет виртуальную модель работы. Многие государственные программы нацелены на количество научных статей и их аффилиаций (важный признак публикаторской активности ученого. — В. Ш.). Ведь для таких публикаций физическое присутствие профессора на так важно. А вот на его реальное присутствие в лаборатории придется больше потратиться.
Мы понимали, что нам это не подходит, и построили современные лаборатории. Александр Львовский, в то время профессор университета Калгари, был одним из первых.
И такая модель сработала: его научная группа в Сколково стала более продуктивной, чем в Канаде.
По результатам работы в Москве его пригласили в Оксфорд. Теперь у Львовского лаборатория здесь и в Оксфорде. Такова, по нашему опыту, нормальная модель удержания или даже возврата ученых в Россию.
Эти детали важны. Ты не должен слепо следовать метрике, которую получаешь вместе с деньгами. Создать настоящую научную группу куда сложнее, чем отчитаться статьями, которые требуются согласно выданному тебе гранту.
Хотя надо признать, что благодаря грантам по привлечению хороших профессоров из-за рубежа в Москве появилось немало достойных лабораторий. Проблема, что в дальнейшем финансирование многих их них университеты поддерживать не стали. А горизонта гранта — пять лет — не хватает для ученого, который что-то уже из себя представляет. Ему нужна долгая история работы.
— Страны конкурируют. Есть среда, и ученый, выезжающий за рубеж, автоматически получает там низкую преступность, хорошую медицину, творческую атмосферу и комфортную жизнь в целом — то, к чему ни он, ни его предки руку не приложили. Куда вы поместите в этом соревновании Россию?
— На самом деле нам пора показать, что Москва — очень конкурентоспособный город. Я не могу так сказать о России, и даже о Санкт-Петербурге я пока так сказать не могу. Но я очень много езжу и уверенно сужу: Москва сегодня — один из самых лучших городов для жизни. Если ты тут профессор, то для тебя есть все: развитая культурная среда, самые актуальные выставки, театры любого профиля, рестораны на любой вкус.
Чем руководствовались люди, когда уезжали в 90-е годы? Они искали именно это и ехали в Париж в поисках культуры и низкой преступности. И что же сегодня? В Париже преступность выше и жизнь дороже.
— То есть в построении конкурентной модели жизни ученого большая заслуга и команды Собянина, которая все это организовала? Это же не менеджеры от науки строили.
— Действительно так. Мы на себе чувствуем, как в лучшую сторону изменился трафик и обустройство города. Возникла та самая атмосфера, в которую тебе теперь куда легче позвать своего коллегу из-за границы.
Но это надо еще и объяснять: очень многие ученые, живя в других странах, полагают, что тут все так и осталось, как в 90-е годы, когда они уезжали. Интересно, что с момента развала СССР наша страна стала подниматься даже в таком общем показателе, как ВВП на душу населения. Мы сильно упали в 90-е годы, но сейчас относительно других стран поднялись выше стартовой позиции в 1991 году.
Надо приглашать людей, чтобы они тут почаще бывали и сами поняли, как все поменялось. И мы это делаем по мере сил, приглашаем профессора на неделю. Пользуемся приездом на коллоквиум, чтобы показать ему все.
Искать точки приложения денег
— Множество стран, чаще в Европе, сильны огромным количеством небольших тихих городков с высоким качеством жизни. Эта среда, которую язык не повернется назвать периферией, очень притягательна. А вот Собянин высказал в выступлении на Валдайском форуме твердое убеждение, что именно крупные конгломераты создают преимущество в развитии. Для него города, имеющие менее миллиона жителей, обречены на стагнацию.
— Кстати, в Париже, огромной столице, как раз сильное сосредоточение научных сил и культурной жизни. Но наблюдая Европу, я не вижу противоречия с высказыванием Сергея Семеновича. Там между городами 15–20 минут езды. Ты можешь жить в одном, работать в другом, на выходные съездить в третий. Плотность населения такова, что это давно уже городские конгломераты, разделенные административно.
Наши же города очень оторваны друг от друга, расстояния в России огромные. Крупные центры несут роль автономных единиц, им географически невозможно сблизиться. Но для меня проблема стоит не так.
Если бы нам удалось хотя бы в пяти городах построить такую модель, это уже было бы большим успехом.
Надо сформулировать задачу. Если мы хотим достичь количественного успеха в развитии науки, то нам нужна экстенсивная модель — больше лабораторий во всех городах и большое количество научных статей в год. При этом статей высокого качества будет немного. В индексе журнала Nature наших статей мало, то есть среднее качество статей в России очень низкое. Многие гранты так и строили метрики: вот деньги, за них надо столько-то статей. И лишь недавно стали появляться более жесткие условия: предположим, из всех статей какая-то часть должна быть в первых 25% сверху.
Если мы хотим все деньги размазать тонким слоем, это можно сделать.
Но если мы хотим прорыва, надо искать точки, где у нас есть такие возможности — хорошие школы, не погибшие с развалом СССР, перспективные направления, — и сконцентрироваться там.
Мы не должны пытаться сделать все.
В России государственных денег в процентах ВВП на науку выделяется совсем немного. Развитые страны дают в три раза больше. Я бы не стал поэтому отправлять дополнительные деньги в города, где науки не было, лишь бы она в них появилась.
Надо пытаться попасть в первую волну победителей там, где мы можем это сделать. Для этого надо развивать места, где уже есть хорошая инфраструктура и студенты. Я за то, чтобы образование в школах было максимально широким и талант подростка мог состояться и развиваться в любом месте.
Но дальше студенты должны приезжать в небольшое пока количество мощных научных и учебных центров. Наверное, многие с этим не согласятся. Необязательно все науки собирать в одном месте. Физика может быть сильной в одном городе, а юриспруденция — в другом.
Но очень важно, чтобы были места, где много талантливых ребят находилось бы одновременно и заражало друг друга новыми идеями, — котел должен варить критическую массу научного творчества.
— Можно ли планировать научные открытия?
— Можно создавать условия для них. Это явление неуправляемое, но среднюю температуру в инкубаторе можно повышать, приглашая талантливых людей, создавая для них комфортные творческие условия и инфраструктуру. Необходимо повышать и внутреннюю конкуренцию.
СПРАВКА «НОВОЙ»
Задачи, в которых квантовый компьютер может превзойти классический:
— сложные вычислительные задачи. Создание новых лекарств, источников энергии, катализаторов, задачи гидро- и аэродинамики, сценарного моделирования (финансовый анализ);
— задачи оптимизации. Комбинаторные проблемы, которые обычно решаются лишь перебором всех возможных вариантов. Квантовые алгоритмы позволяют решать такие задачи быстрее обычного перебора. Комбинаторные задачи постоянно возникают в сфере логистики, оптимизации и экономики;
— задачи машинного обучения. Квантовые алгоритмы способны решать систему линейных уравнений экспоненциально быстрее любого классического алгоритма. Как известно, линейные уравнения возникают повсюду в задачах машинного обучения;
— криптоанализ. Квантовые алгоритмы смогут взломать существующие системы шифрования в течение короткого времени.
Как победить, если ты ниже ростом?
— Но если природа таланта непонятна и планировать открытия в буквальном смысле невозможно — значит, маленький может победить большого? Значит, экономические и индустриальные гиганты все-таки не смогут окончательно задавить маленькие страны за счет инвестиций в научно-техническое творчество?
— Во многом я соглашусь, что могут задавить. Как ни странно, в последние десятилетия внутри науки стало очень много инженерии, не требующей божественного озарения. Ученые-аристократы XIX века, породившего первую волну быстрого развития, не зарабатывали наукой на жизнь, занимаясь ею ради творчества.
Но пришедшая на смену наука, назовем ее массовой, затронула уже все слои населения. Она породила огромные научные проекты, где трудятся тысячи ученых, которых в прошлом назвали бы техниками. И теперь научные открытия происходят как совокупность их работ.
— То есть Китай, ЕС и США обрекут остальной мир на научное прозябание?
— Остается возможность фокусироваться на небольших участках на огромном фронте исследований. Это позволит обеспечить высокое качество избранных работ. Конечно, роль творчества исключать нельзя.
Но и фраза о 90% труда и упорства в работе гения известна. Есть еще суждение, что человеку необходимо 10 000 часов занятий, чтобы стать профессионалом в своей области. И это реально работает — одного таланта недостаточно.
Талантливый парень в сибирской деревне сегодня не сможет понять, что же главное на сегодня. Ему нужно пройти большую школу, иметь среду и инфраструктуру творчества. И, повторюсь, нужна атмосфера, где много талантов обсуждают идеи за чашкой кофе. Само ощущение, что ты получаешь нестандартные ответы от талантливых собеседников, весьма способствует тем самым божественным озарениям, о которых мы рассуждаем.
Состав отправляется, провожающих просьба покинуть вагон
— В мире началась самая настоящая гонка в квантовых технологиях. И, судя по вашему ответу, мы в ней пока не обречены?
— В гонке мозгов мы точно не обречены. Из наших стен выходят талантливые студенты мирового уровня. Мы сейчас преодолеваем некую яму, образовавшуюся в последние десятилетия.
Например, студенты Физтеха на уровне бакалавриата — одни из лучших в мире. Многие не уступают выпускникам Стэнфорда. Но на уровне магистратуры начинался резкий провал: наступала пора заниматься достойной научной работой, а хороших лабораторий и профессуры не было.
Однако последние 10 лет в России происходят качественные положительные сдвиги в этом вопросе. Вкладываются деньги в инфраструктуру и лаборатории. Талантливому бакалавру уже не надо уезжать, ему уже есть куда податься и в России.
Они ведь и раньше вовсе не обязательно уезжали, а просто пропадали где-то в недрах банков и корпораций на рутинных задачах.
Рынок закрыт — все ушли на фронт
— Это все не на бумаге организуется, нужны оборудование и люди. И международный рынок такие возможности предоставляет. А все ли можно купить на рынке? У нас ведь весьма распространено мнение, что если чего-то не хватает, надо просто сходить в магазин.
— Мало того, что рынок вовсе не так открыт, как некоторые думают, ограничения на продажу и передачу знаний увеличиваются. Это зримая тенденция. Например, совсем недавно правительство США внесло квантовые технологии в раздел стратегических. Нам становится сложнее покупать оборудование.
Это ведь действительно касается в том числе и суверенитета. Если ты мировая держава, должен уметь развивать подобные технологии самостоятельно. Я говорю вовсе не о военной сфере.
СПРАВКА «НОВОЙ»
В квантовом компьютере основным элементом является кубит — квантовый бит. В отличие от обычного бита, он находится в состоянии квантовой суперпозиции, то есть в любой момент времени имеет одновременно сочетание значений 0 и 1. Это именно то, чего человек без достаточных познаний в физике понять не может. Различные кубиты в регистре связаны (запутаны) между собой. Запутанные кубиты образуют единую систему и влияют друг на друга. Изменение состояния каждого из кубитов влечет за собой изменение состояний всех остальных кубитов, поэтому при проведении вычислений не перебирают последовательно все возможные комбинации, как обычный компьютер, а делают вычисления моментально. В итоге та задача, на выполнение которой у обычного компьютера ушла бы неделя, может выполняться на квантовом компьютере за секунду. Вычислительные возможности квантового компьютера определяются двумя основными характеристиками: количеством кубитов и уровнем ошибок при совершении элементарных операций. С увеличением числа запутанных кубитов экспоненциально растет способность квантовых компьютеров обрабатывать информацию.
Эффект, который оказывает наука на развитие экономики, не отменишь.
И все понимают, что в квантовых вычислениях кроются огромные возможности в конкурентной борьбе между странами.
Поэтому если у тебя нет подобных компетенций и технологий, тебе их продадут на рынке либо в сильно усеченном варианте, либо устаревшие.
Но так мир был устроен всегда, мы тут ничего нового не видим. В свое время, перенося производство в Китай, его самые интеллектуально нагруженные части США оставили дома. И когда начались санкции в отношении Huawei и других компаний, выяснилось, что Пекин не может производить необходимые ему процессоры.
А ведь Китай сделал огромный технологический рывок. Но так и не научился производить процессоры на уровне лучших образцов. Думаю, в ближайшие пять лет китайцы с проблемой справятся: санкционный удар был так силен, что все поняли — пора делать самим. Они не могут себе позволить не иметь такую технологию, и в ближайшие годы в исследования и разработки на этом участке будет направлено полтора триллиона долларов.
Цепочки производства полупроводниковых технологий включают десятки точек по всему миру. Характерный пример — сборка iPhone. Сегодня каждая крупная страна или коллаборация стран считает, что все это надо иметь у себя. Даже европейцы говорят, что им необходимо иметь собственное полупроводниковое производство.
Рано или поздно квантовые технологии будут иметь гигантское значение для любой экономики. Это произойдет неизбежно, хотя сроки мы точно не знаем. Будем ждать, что нам потом все продадут? Не продадут.
Придут ли университеты на смену футбольным клубам?
— Инвестиции бизнеса в науку в России возможны без понуканий?
— В некоторых частных случаях. Наш Российский квантовый центр — как раз пример инвестиций непосредственно в науку, которую вполне можно назвать фундаментальной. Инвестором является Газпромбанк. Но это не характерный пример, таких единицы. Правда, интерес к этим примерам за последние 10 лет сильно вырос. Уже и Сбербанк готов смотреть гораздо дальше чисто прикладных исследований.
— Это государственный банк.
— Часто компании, которые мы называем государственными, ведут себя, сообразуясь с собственной внутренней логикой, обычно рыночной. Это не совсем государственные фирмы в части поведения. Когда ты общаешься с людьми в этих компаниях, понимаешь, что это не чиновники, а скорее бизнесмены.
У меня ощущение, что в ближайшие 10 лет акценты начнут смещаться и мы увидим, как миллиардеры начнут друг другу демонстрировать не нового дорогого футболиста или целый клуб, а новые направления науки, которые поддерживают. Кто-то будет развивать искусственный интеллект, кто-то — новые материалы. Это может стать более престижным.
Квантовое будущее согласно утвержденным планам: сингулярность — миф, победа будет за нами!
— Прогресс технологий и науки ускоряется, количество информации, необходимой для осознания новых открытий, растет экспоненциально. Может ли наступить момент, когда наш мозг не сумеет адаптировать новые знания и развитие человечества остановится или сильно замедлится?
— Нам свойственно брать цифры и тренды прошлого, сравнивать с настоящим и строить на этой основе картину будущего. Вполне возможно, что экспоненциальный рост сменится линейным. Ведь ускорение научно-технического развития вовсе не является законом природы, неизменным во времени и пространстве.
Вспомним, какой рост населения прогнозировали для всей Земли в ХХ веке на основе опыта двух предыдущих веков. К 2050 году пророчили 15 миллиардов землян. Но вот неожиданно рост населения резко замедлился, во многих странах началось сокращение.
В XIX веке великие физики хорошо понимали, что происходит во всех ее разделах. Сейчас таких людей на планете нет. Специализация в науке дошла до того, что мозг может охватить совсем небольшие уже участки научного глобального фронта исследований. И ничего страшного не произошло, хотя цельность восприятия общей картины отчасти утеряна.
В дальнейшем мы, возможно, совсем потеряем цельную картину мира и будем видеть лишь ее части.
Но я надеюсь, что мы научимся изменять свой мозг. Может быть, мы соединим его с машиной, обрабатывающей значительную часть процессов мышления, превратимся в составное мыслящее существо. Или мы начнем менять мозг с помощью генетических инструментов — так сказать, возьмем работу эволюции в свои руки.
В любом случае прогресс не остановить. Сейчас много говорят об этической стороне этого вопроса. Но если Китай (или какая-то другая страна) займется такими запрещенными исследованиями, рано или поздно остальные последуют по его пути.
— Если мы догоняем в квантовых вычислениях другие страны и говорим об обязательном ускорении, в чем можно выразить скорость исследований?
— До последнего времени все считали мощность компьютеров через количество кубитов. Уже сейчас в разных платформах их число считают десятками и даже сотнями. И мы столкнулись с тем, что на разных платформах одинаковое количество кубитов имеет разную эффективность. То есть прежняя метрика не работает.
Суперкомпьютеры на традиционных технологиях не сравнивают по количеству процессоров. Сравнивают баллы, набранные при решении определенной задачи. Такие тесты должны появиться и для квантовых компьютеров. Подобный подход развивает IBM, объединяя количество и качество операций в некий общий показатель. В течение нескольких лет, полагаю, для квантовых компьютеров появятся сравнительные тесты, признанные научным сообществом.
— Все же какие точки развития мы должны пройти, чтобы считать свой научный процесс ускорением?
— Мы начали с самого начала. В рамках дорожной карты построили устройства в два кубита на сверхпроводящей платформе. В проектах с холодными атомами и фотонами не сделали и этого. Четвертая платформа — квантовые компьютеры на ионах. Можно сказать, что эти работы не начинались.
СПРАВКА «НОВОЙ»
Технически квантовые компьютеры могут быть построены на основе различных физических платформ, каждая из которых имеет свои достоинства и недостатки.
Сверхпроводниковая платформа. Ключевым элементом сверхпроводниковых кубитов являются два слоя сверхпроводящего металла, разделенные тонким слоем диэлектрика. Через эти разрывы протекает незатухающий сверхпроводящий ток, который может течь в прямом или противоположном направлении. Это и есть ноль и единица. Сверхпроводниковая платформа является наиболее развитой на сегодняшний день, но и самой технологически сложной — сверхпроводниковые кубиты работают только при температурах близких к абсолютному нулю.
Атомная платформа. В качестве кубитов используются отдельные атомы. Электроны в атомах находятся в определенном наборе энергетических состояний и могут переходить с одного уровня на другой. В состояниях электронов в атоме можно кодировать информацию — например, невозбужденное состояние атома можно считать нулем, а возбужденное состояние — единицей. Как любой другой квантовый объект, атом может находиться в суперпозиции этих двух состояний, а значит, может работать как кубит. Атомы сами по себе нейтральны, поэтому для их захвата и удержания обычно используются лазеры.
Ионная платформа. Как и в случае с нейтральными атомами, в ионных компьютерах кубиты хранятся в стабильных энергетических состояниях ионов (атомов или молекул, имеющих электрический заряд), и квантовая информация может передаваться через коллективное квантованное движение ионов в общей электромагнитной ловушке.
Фотонная платформа. В качестве состояний кубита можно использовать направление поляризации фотонов. Главным преимуществом этой фотонной платформы является возможность ее использования при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении. Основная трудность — реализовать взаимодействие отдельных фотонов для совершения логических операций, т.к. в нормальных условиях фотоны не взаимодействуют между собой.
В дорожной карте зашито количество кубитов в будущих компьютерах, качество их работы. Мы прогнозировали, что к 2024 году у нас должны появиться квантовые компьютеры на разных платформах, оперирующие десятками кубитов, вплоть до ста. Это примерно тот показатель, которого передовые страны в этой сфере достигли год назад.
То есть отставание в 2024 году составит примерно пять лет. И это очень неплохо, потому что наши зарубежные коллеги к этому шли 20 лет при огромных инвестициях.
Конечно, все будут двигаться вперед. Мы тоже не ограничиваемся 2024 годом в планировании. Уже одобрено написание дорожной карты развития компьютерных вычислений до 2030 года. Если приблизиться мы к мировому уровню сможем, то сможем ли догнать коллег на рубеже 2030 года? Неизвестно. Это будет чрезвычайно сложно.
Даже если мы поставим ультимативную задачу сделать к 2030 году квантовый компьютер не хуже китайского и американского, не очевидно, что будет понимание, как ее решить. И не только в деньги все упирается. В России наконец осознали, что есть области приоритетного финансирования. И при равном инвестировании в науку появилось несколько областей, куда дают много средств. Но надо быстро развернуть сложную инфраструктуру. Потратить деньги быстро и эффективно для нашего проекта сложно.
— Интересно, что США, Китай и Германия тоже тратят в вашей сфере вовсе не такие большие деньги, каких можно было ожидать при их огромных возможностях. Это в разы больше, чем в России, но могли бы инвестировать в десятки раз больше, раз уж от этого зависит победа в глобальной конкуренции государств.
— Потому что некуда пока инвестировать. Нет людей, которые могут переварить и эффективно использовать подобные средства. Но наши проблемы сегодня несколько другие.
Государство научилось давать деньги по традиционным каналам и спрашивать за них. Спасибо за субсидию на дорожную карту по квантовым технологиям. Но отчитываться нам приходится по общим правилам для субсидий.
А ведь квантового компьютера, в отличие от передовых сетей связи, еще нет. И как его построить, мы понимаем не до конца.
То есть по дороге будет много ошибок. Это неизбежно.
А система финансирования не настроена тебе эти ошибки позволять.
Хотя руководители государства весьма вовлечены в наши проблемы. Вице-премьер понимает, что надо давать людям ошибаться.
Но инструмент часто оказывается сильнее здравых рассуждений членов правительства. И мы проигрываем в гонке, так как приходится тратить очень большие аппаратные усилия на развертывание научной инфраструктуры. Я понимаю, что это не злой умысел, но бюрократическая процедура скорее тормозит, чем подталкивает нас.
Как страна мы прошли с эпохи 90-х годов очень большой путь. Руководство наукой и техническим развитием сильно изменилось. И ученые просят меня дать денег и отстать — все, помимо науки, отнимает у них драгоценное время. Но если освободить их от отчетов, то через полгода финансирование прекратится.
Систему надо реформировать, степень свободы увеличить. Антикоррупционные законы, созданные для того, чтобы деньги не воровали, честным людям работать отнюдь не помогают. Возникает много странных барьеров, мешающих движению.
Менеджмент науки. Вычисление хитрых
— А в вашей сфере науки существуют явления, в которых можно разглядеть маркетинговые ухищрения?
— В этом явлении все построено на адекватности измерений. Как понять, ученый ты или нет? В каких-то областях существуют признанные показатели. Например, калорийность еды вполне измерима. А вот определить ее полезность для нашего организма куда сложнее, диетологи погрязнут в спорах.
В науке существует несколько спорных метрик, измеряющих научную продуктивность. А вот бесспорных нет. Определяется качество научных статей, количество цитат статей автора в конкретном журнале. Случается, что в топ рейтинга цитирования, даже в журнале Nature, попадают не слишком качественные материалы. Но в целом рейтинг адекватный.
Есть нелинейный показатель научной продуктивности ученых, целых коллективов и даже стран — индекс Хирша. Он тоже основан на учете научных публикаций. При этом есть ряд гениальных ученых, у которых индекс Хирша очень низкий, — они просто пишут мало статей.
И наоборот случается: весьма посредственные ученые, работающие в огромных проектах вроде адронного коллайдера, участвуют во множестве коллективных публикаций, связанных с этими проектами, и имеют высокий индекс. Хотя вклад их в статьи совсем небольшой. Мы понимаем природу этих аномалий. Но в основном индекс Хирша имеет положительную корреляцию с научной продуктивностью ученого.
— А в финансировании науки в России такие сбои заметны? В вашей сфере есть ученые и коллективы, которые получают больше средств, чем реально требуется?
— Если говорить о «маркетинге» в кавычках, то цель ученых одна — получить больше ресурсов под свои идеи. Случается, что люди умеют очень хорошо привлекать деньги, а вот научных идей достойных не имеют. И наоборот, многие талантливые, оригинальные идеи прозябают без финансирования.
Сегодня менеджмент науки — отдельная профессия. Мои обязанности в значительной мере состоят в получении средств для коллег, которые не умеют этого делать, не обладают нужным опытом и качествами. А науку они делают замечательную, научная интуиция у них хорошая.
Издавна считалось, что научный институт должен возглавлять действующий ученый. Все академические институты возглавляют ученые, причем считается, что действующие. Хотя практически это не соответствует действительности.
В реальности у хорошего администратора времени на науку не должно оставаться.
Если он еще и наукой занимается — значит, не все силы отдает руководству своим коллективом. Везде специализация берет верх, и чистый менеджмент науки везде показывает свое преимущество.
Подайте науке плодов грядущих ради!
— Грета Тунберг предлагает ограничить целый ряд наиболее дорогих сфер научного исследования, пока на Земле не будут решены насущные проблемы бедности и экологии. Этот взгляд поддерживается очень большим количеством граждан самых развитых стран.
— Множество популистских взглядов поддерживается и в будущем будет поддерживаться огромным количеством людей. Поэтому они и называются популистскими. Но отказываться от потребительских благ в личной жизни это большинство не готово.
Ведь мы люди и отличаемся от животных абстрактным мышлением. Им, несчастным, не до философии, а мы постоянно думаем о смысле жизни и устройстве мира. Значит, нам, наоборот, надо все время заглядывать за грань известного. Я лично готов от себя передать какие-то средства на попытку прорыва. Например, полет к звездам.
Конечно, прикладной эффект от квантового компьютера будет огромным. Но меня в процессе его создания привлекает не будущая выгода, а возможность открыть нечто неизвестное. Он станет инструментом, с помощью которого мы лучше узнаем мир. Моя позиция диаметрально противоположна идее Греты Тунберг о самоограничении прогресса.
— Если вы упомянули о будущей практической пользе от квантовых технологий, то когда обычный человек ее почувствует? Существует ли в науке консенсус по срокам?
— В самом начале, 10 лет назад, мы обсуждали с разными учеными и управленцами перспективы. Очень многие считали квантовый компьютер если и не надувательством, то сказкой. В реальность его не верили. Сегодня так не говорит уже никто.
Те же люди по-прежнему толком не знают, что такое квантовый компьютер, но уже поверили в него.
Потому что два года назад компания Google опубликовала статью: в результате эксперимента на их машине было достигнуто так называемое квантовое превосходство. Их сравнительно небольшой квантовый компьютер на 53 кубита решил специально созданную для этой демонстрации задачу, которую не смог решить в короткий срок суперкомпьютер IBM, построенный по традиционным технологиям. Решил он ее за три минуты, а суперкомпьютеру, по сообщениям специалистов IBM, необходимо для этого три дня.
Что же произошло? Было доказано, что квантовый компьютер как технология существует.
— То есть велосипед пока деревянный, неудобный, но он ездит.
— Да, причем ездит пока медленнее, чем мы пешком ходим. Но уже ездит. И наша задача — сделать его эффективнее прежних технологий. Мы видим возможность решения этой задачи в разных областях в ближайшие примерно пять лет.
В России мы к 2024 году должны создать квантовый компьютер, решающий пока задачи, созданные для него, а не для потребителя. Лишь к 2030 году мы должны создать машину, решающую задачи для широкого круга потребителей. Например, экономически эффективную оптимизацию дорожного трафика.
— Это два президентских срока.
— Но это уже не сказки о том, что будет через 30 лет. Мы доживем и увидим его сами. Те, кто учится сегодня в первом классе, будут поступать в университеты, где уже будут создаваться профильные кафедры по квантовым вычислениям.
— По вашим утверждениям, российское облако для квантовых вычислений будет создано до декабря 2022 года. Остался год. Как успехи?
— Если где мы и можем реально догонять конкурентов, то программирование приходит на ум в первую очередь. Для создания компьютера в «железе» необходимо построить лаборатории, центр нанофабрикации и многое другое. Для программирования, создания алгоритмов нужны голова и обычный компьютер.
У нас уже есть прототип. Та самая облачная платформа работает в пилотном режиме. Удаленно она подключается к разным компьютерам, в том числе на Западе.
По дорожной карте нам предстоит улучшить ее функциональность, использовать больше алгоритмов. Пользователь из условной Газпромнефти должен иметь возможность загрузить туда свою задачу. В облаке задачу переложат на язык квантового компьютера и решат на той квантовой платформе, которая лучше подходит для этой задачи.
— А кто развивает конкурирующие облака для квантовых вычислений?
— Квантовые вычисления как услугу готовятся продавать в первую очередь мировые монополии. Возможно, через пять лет схожих с нашим облаком продуктов будет около десятка. Мы надеемся, что наш проект будет работать в том числе со стартапами.
Ведь небольшие коллективы пока очень ограничены в вычислительных возможностях. Возможно, наш продукт уйдет в мир, сотрудничая с ними. Это тоже способ о себе заявить.
Беседовал Валерий Ширяев
