5 вопросов директору Института Квантовой Нью-Мексико Бобу Леду
6 сентября — 1 августа Боб Леду возглавил Институт квантовой Нью-Мексико, он приехал в штат из Вашингтона, округ Колумбия, где он недавно занимал должность директора программы Агентства перспективных исследовательских проектов в области энергетики.
Назначение Леду происходит в то время, когда термин «квантовый», кажется, является новым модным словом в Roundhouse и в более широком технологическом сообществе в Нью-Мексико. В этом месяце в Альбукерке проходила Неделя инженеров-электриков и электроники Quantum Week. И губернатор Мишель Лужан Гришэм объявила во вторник о новом партнерстве с Агентством перспективных исследовательских проектов обороны для ускорения разработки, тестирования и проверки новых квантовых технологий в штате.
Леду сказал, что институт, который был запущен в январе 2024 года Университетом Нью-Мексико и Национальными лабораториями Сандии для создания Нью-Мексико в качестве квантового хаба, всегда ищет входные данные и предложения по работе, которую он делает. Он особенно любит отвечать на вопросы о том, как квантовые технологии будут «иметь значение в жизни».
«Я приехал сюда, потому что я действительно верю, что Нью-Мексико расширяет и развивает экосистему всем, что он делает с университетского уровня, государственного уровня и правительства», — сказал Леду.
Это интервью было сжато и отредактировано для ясности.
Что такое квантовый?
Очень важно различать, что мы имеем в виду под квантовым сейчас, когда мы говорим о квантовой информации, науке и технике, и то, для чего мы используем слово «квант» в целом. Я думаю, что его путают с первым поколением квантов, где большинство ученых и технологов сказали бы, что когда мы начали использовать такие вещи, как полупроводники. Рост всей современной электроники был основан на понимании квантовых явлений.
Ровно 100 лет назад была изобретена квантовая механика, которая привела, например, к созданию первого транзистора, который был основан на лучшем понимании материалов; это полупроводник. Теперь мы слышим этот термин все время, но это было в основном понятно и изобретено только пониманием квантов.
Когда мы говорим квантовое сейчас, как квантовый компьютер или квантовый датчик, это имеет более конкретное значение. Это означает, что теперь мы берем свойства квантовой механики, иногда буквально на уровне одного атома, и мы используем специальные свойства квантовой механики, которая заключается в том, что квантовая система проявляет две вещи, которые не являются естественными для нашего здравого смысла.
Как суперпозиция, где (квантовый бит) не должен быть только одним или нулевым, он может быть одновременно с некоторой вероятностью. И тогда, еще более важно, что вы можете взять два кубита и запутать их. Это запутывание является очень, очень особым видом корреляции между кубитами. Это свойство, когда вы используете его на этом самом базовом уровне, означает, что вы можете сделать датчики, которые гораздо более чувствительны, вы можете сделать связь, которая в основном не может быть подделана, вы можете сделать квантовый компьютер, который, в своем сердце, использует эти специальные квантовые свойства, чтобы сделать массово параллельный тип вычислений — вычисления, которые никогда не будут возможны на классическом компьютере.
Чем квантовый компьютер отличается от классического компьютера?
Позвольте мне прояснить кое-что, что иногда путается — мы не уходим от классических компьютеров. На данный момент для очень больших данных, для определенных видов обработки классические компьютеры всегда будут иметь место. И на самом деле вычисления, может быть, навсегда, будут гибридом.
Почему мы не знаем все о химии? Это потому, что химические системы, взаимодействующие электроны, их корреляции экспоненциальны, и очень трудно довести до человеческих терминов экспоненциальную корреляцию. Если у вас есть только 300 коррелированных атомов, количество информации, которое вам нужно будет хранить, чтобы симулировать эту систему на классическом компьютере, больше, чем количество атомов во Вселенной. В принципе, вы не можете сделать это на классическом компьютере.
Почему сложно построить стабильные квантовые системы?
Буквально, вы имеете дело с одним атомом за раз, и вы должны привести их в различные состояния. Затем вы должны поместить их в суперпозицию и запутать их, так что это как будто вы манипулируете вещами на уровне атома, и это невероятно трудно изолировать. Вы должны изолировать его от окружающей среды, потому что он может быстро уничтожить его, но в то же время вы должны контролировать его, поэтому вы должны помещать информацию в и из. Это научная, инженерная и техническая задача.
Где находится Нью-Мексико в быстро развивающейся квантовой экосистеме?
Это одно из центральных мест, я бы сказал, в стране и в мире. Почему? Потому что у него есть наследие быть здесь в начале этой проблемы. (Нью-Мексико) уже так много, что это действительно изобилие больших активов. Я думаю, что проблема не в том, что у нас нет великих людей, это то, что это быстро развивается, и у него есть много других аспектов, которые мы должны расширять. Я пришел сюда по этой причине; я пришел сюда, потому что это место, где это началось, так сказать.
Почему общественность должна заботиться о квантовых технологиях и промышленности?
Я думаю, что это в конечном итоге повлияет на их жизнь и, мы надеемся, очень позитивно. Рост нашей экономики во многом обусловлен в основном всеми вещами, которые мы ассоциируем с компьютерами — новыми продуктами, новыми изобретениями и так далее. У нас нет хрустального шара, но это развивающаяся, новая отрасль, которая действительно может стать существенным драйвером экономики.
