Рэймонд ЛаФламм – имя, олицетворяющее один из важнейших прорывов в области квантовых технологий последнего десятилетия XX и начала XXI века. Родившись в 1960 году в Квебеке, Канада, он с самого начала своей карьеры продемонстрировал глубокие научные интересы и выдающиеся способности, которые впоследствии позволили ему стать одним из основателей области квантовых вычислений и квантовой информации. Его жизнь и работа – это история вдохновения, неустанного стремления к знанию и безграничного вклада в развитие современной физики и информатики. ЛаФламм начал свое научное путешествие, получив образование в области физики, и стал аспирантом под руководством самого Стивена Хокинга. Именно в рамках этой известной школы он участвовал в обсуждениях и разработках фундаментальных вопросов, касающихся энтропии и термодинамики Вселенной.
Совместно с Хокингом и другими учеными Рэймонд помог скорректировать взгляды на процессы, связанные с космологическим сжатием Вселенной, в частности, дебатируя и опровергая ранее существовавшие идеи о возможном обратном течении времени. В середине 1990-х годов ЛаФламм сосредоточился на новой растущей области — квантовых вычислениях, для которой он стал одним из пионеров. В то время эта область только только начинала формироваться, и многие считали, что квантовый компьютер – лишь теоретическая фантазия. Вместе с коллегами он участвовал в доказательстве так называемой теоремы порога ошибки, которая стала основой понимания того, что квантовые компьютеры могут работать устойчиво даже при условии присутствия шумов и брака в физических системах. Эта теорема стала краеугольным камнем для дальнейших исследований в области квантовой устойчивости и устранения ошибок – ключевого препятствия на пути к созданию полноценных квантовых устройств.
Одна из самых значительных и широко известных работ ЛаФламма связана с теоремой КЛМ — именем которой отмечены имена троих ученых: Книлл, ЛаФламм и Милбурн. Теорема КЛМ стала основой для развития оптической или фотонной квантовой вычислительной технологии. Она доказала возможность создания универсального квантового компьютера, который работает на основе одиночных фотонов, проходящих через сеть линейно-оптических элементов, таких как полупрозрачные зеркала и фазовые сдвигатели, с последующим управлением и корректировкой вычислительного процесса на основе результатов измерений. Достижение ЛаФламма и его коллег заключается в том, что они нашли способ создавать квантовые вычисления без прямого взаимодействия между фотонами, что долгое время считалось едва ли не невозможной технической преградой. Их подход кардинально изменил представление о том, как задействовать квантовые эффекты в вычислениях, сделав возможным разработку новых квантовых устройств и послужил основой для стартапов и организаций, стремящихся воплотить фотонные квантовые компьютеры в жизнь.
Одним из наиболее известных примеров является компания PsiQuantum, оцениваемая в миллиарды долларов, которая ставит цель собрать квантовый компьютер с миллионом кубитов, опираясь именно на принципы, сформулированные в теореме КЛМ. Однако вклад ЛаФламма распространяется далеко за пределы технических открытий. Вместе с коллегами он разработал модель квантовых вычислений, известную как «One Clean Qubit» или «DQC1». В этой модели допускается, что лишь один из множества кубитов находится в чистом состоянии, а остальные – в максимально смешанном, т.е.
представляют собой сильно запутанные и шумные состояния. Несмотря на ограниченность модели и отсутствие универсальности, она демонстрирует способность выполнять задачи, которые не поддаются классическим алгоритмам, например, вычисление следа больших унитарных матриц и некоторых полиномов Джонса, что привело к новому осмыслению внутренней структуры класса вычислительной сложности BQP. Данный подход стимулировал новые идеи в области квантовой сложности, показав, что квантовые модели обладают нелинейной подструктурой и могут быть более многообразными, чем первоначально представлялось. Модель «One Clean Qubit» и сейчас остается объектом активных исследований и рассматривается как ключ к пониманию возможных частичных квантовых ускорений в вычислениях. Помимо выдающихся научных достижений, ЛаФламм был известен как талантливый и вдохновляющий лидер и наставник.
Он руководил Институтом квантовых вычислений при Университете Ватерлоо с момента его основания в 2002 году и до 2017 года, превратив этот центр в один из ведущих мировых центров в области квантовых технологий. Под его управлением Ватерлоо стала точкой притяжения талантов и исследований, которые привели к множеству прорывов. Его внимание к развитию молодых ученых, персональная забота и доброта сделали его не только выдающимся ученым, но и истинным другом и наставником для многих. Кроме того, ЛаФламм играл ключевую роль в формировании квантовой программы Канадского института передовых исследований (CIFAR), что значительно способствовало тому, что Канада превратилась в одну из самых влиятельных стран в области квантовых вычислений и квантовой информации. Ему удалось создать сообщество ученых, которое работает на переднем крае науки и обладает глубоким чувством командного духа.
Личность Рэймонда ЛаФламма была наполнена светом – добротой, юмором и искренним интересом к людям и науке. Даже в тяжелые годы борьбы с онкологическим заболеванием он сохранял оптимизм и жизнелюбие, поддерживая коллег и студентов своим примером. Его французско-канадский акцент, который многие знают и любят, смешанные с заразительной улыбкой и умением шутить, навсегда останутся в памяти тех, кто имел честь работать с ним. Его смерть в 2025 году стала тяжелой утратой не только для канадской, но и для международной научной общины. Многие коллеги и ученики, в частности известный ученый Скотт Ааронсон, оставили трогательные воспоминания и слова благодарности за всё, что ЛаФламм сделал для науки и людей.
Его наследие живет в научных трудах, в воспоминаниях и в той светлой энергии, которую он передавал всем окружающим. Рэймонд ЛаФламм – это яркий пример того, как увлеченность знаниями и наука могут изменить мир. Его открытия продолжают вдохновлять новое поколение исследователей в квантовой физике и вычислениях, а основанные им институты и программы остаются центрами инноваций и прогресса. Вспоминая ЛаФламма, мир науки подчеркивает ценность не только его открытий, но и человеческих качеств — искренности, преданности делу и открытости новым идеям. Эти качества сделали его не просто великим ученым, но и настоящим лучом света в жизни тех, кто его знал и с кем ему посчастливилось работать.
По мере того, как квантовые технологии продолжают развиваться, имя Рэймонда ЛаФламма всегда будет ассоциироваться с началом новой эры в вычислительной физике, где возможны ранее немыслимые достижения и горизонты.
