Max Home IndustryЧарльз Беннетт, Жиль Брассар и Питер Шор недавно были удостоены премии BBVA Frontiers of Knowledge Award в области фундаментальных наук за выдающийся вклад в область квантовых технологий.
Эта международная премиальная программа, учрежденная в 2008 году крупнейшей многонациональной испанской банковской группой BBVA, признает значительный вклад в научные исследования и культурное творчество и в этом году достигла своего двенадцатого издания. Недавно мы сообщили, что Владимир Вапник был одним из лауреатов в категории ИКТ за фундаментальный вклад в машинное обучение, и в то же время в категории фундаментальных наук были выделены квантовые вычисления и криптография.
Это видео из BBVA дает предысторию премии и показывает, как Skype позволил разделить церемонию в Испании с лауреатами, Питером Шором, ныне профессором прикладной математики в Массачусетском технологическом институте, Жилем Брассаром, который является научным руководителем исследований в области квантовой информатики в Монреальском университете, и Чарльзом Беннеттом в IBM Research.
Как указывает цитата:
Работа лауреатов охватывает множество дисциплин и объединяет концепции из математики, физики и информатики. Их идеи играют ключевую роль в развитии квантовых технологий связи и вычислений.
Беннетт и Брассард изобрели квантовую криптографию в 1980-х годах, чтобы обеспечить физическую неприкосновенность передачи данных. Их протокол BB84, который общепризнан как первое практическое применение науки о квантовой информации, лежит в основе безопасности всех наших интернет-коммуникаций и транзакций и основан на существовании математических проблем, которые компьютеры не могут решить.
Важность этой работы стала очевидной 10 лет спустя, когда Шор, чей алгоритм назван в его честь, обнаружил, что гипотетический квантовый компьютер сделает практически бесполезными обычные криптографические системы, лежащие в основе конфиденциальности и безопасности современных интернет-коммуникаций, благодаря способности находить простые множители больших чисел. Процитирую его собственные слова из видео:
“Современные криптографические системы зависят от сложности факторинга чисел. Если бы вы могли быстро разложить числа на множители, вы могли бы взломать все коды современных систем. Я показал, что квантовый компьютер может довольно быстро разложить на множители большие числа. Конечно, на самом деле никто еще не построил достаточно большой квантовый компьютер, чтобы разложить эти числа на множители, и, вероятно, пройдут годы или десятилетия, прежде чем они это сделают.”
Другим важным вкладом Шора является квантовая коррекция ошибок, признанная комитетом по присуждению премии BBVA как:
существенное требование для включения и масштабирования квантовых вычислений.
Квантовые компьютеры таковы по самой своей природе. подвергается воздействию большого объема шума, вызывающего многочисленные ошибки. До открытия Шора считалось, что теоретически невозможно изолировать квантовые компьютеры до такой степени, чтобы можно было устранить ошибки. Как вспоминает Шор в видео ниже:
“Все думали, что вы не можете исправить ошибки на квантовых компьютерах, потому что, как только вы пытаетесь измерить квантовую систему, вы ее нарушаете. Другими словами, если вы попытаетесь измерить ошибку, чтобы исправить ее, вы нарушите ее, и вычисления будут прерваны. Мой алгоритм показал, что вы можете изолировать и исправить ошибку и при этом сохранить вычисление”.
Это обнадеживающее открытие продвинуло квантовые вычисления вперед. Хотя Шор считает, что пройдет 5 или 10 лет, прежде чем квантовый компьютер сможет сделать что-то более полезное, он оптимистичен в том, что эти машины принесут революционные приложения, например, в биомедицине
“В настоящее время требуется огромное количество компьютерного времени, чтобы смоделировать поведение молекул, но квантовые компьютеры могли бы достичь этого и помочь в разработке новых лекарств.”
Скачок вперед в квантовых технологиях, наблюдавшийся в последние несколько лет и в настоящее время подпитываемый импульсом глобальной пандемии, является шагом вперед, который в значительной степени опирается на новаторский вклад лауреатов, удостоенных премии BBVA Frontiers of Knowledge Award.