СМИ о нас

На социально-образовательной платформе «Содружество» стартовал ежегодный конкурс по созданию видеоконтента о финансовой безопасности «Все в курсе». 10 победителей получат денежный приз в размере 300 тыс. рублей каждый, а также возможность создать авторский курс по финансовой безопасности и разместить его на платформе.

Принять участие могут студенты, преподаватели и эксперты в области финансовой безопасности.

Работы принимаются до 15 августа на сайте «Содружество».

Видеоролик должен соответствовать одному из 8 тематических направлений:

1)    новые вызовы финансовой безопасности,

2)    международные отношения и государства,

3)    информационная безопасность,

4)    цифровые платежные инструменты,

5)    личная финансовая безопасность,

6)    финансовая безопасность организации,

7)    финансовая безопасность государства,

8)    противодействие отмыванию денег и финансированию терроризма (ПОД/ФТ) — реалии.

Результаты будут размещены 30 августа на сайте «Содружество». Награждение победителей планируется в рамках проведения финала IV Международной олимпиады по финансовой безопасности, который состоится с 30 сентября по 4 октября на федеральной территории «Сириус».

Цель конкурса — повышение уровня знаний граждан по теме финансовой безопасности.

Организаторами выступают Международный сетевой институт в сфере ПОД/ФТ, Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН и Международный учебно-методический центр финансового мониторинга.

https://minobrnauki.gov.ru/press-center/announcements/84564/

10 победителей получат денежный приз в размере 300 тыс. рублей, а также возможность создать авторский курс по финансовой безопасности и разместить его на социально-образовательной платформе «Содружество».

Принять участие могут студенты, преподаватели и эксперты в области финансовой безопасности.

Работы принимаются до 15 августа. Видеоролик должен соответствовать одному из 8 тематических направлений.

Результаты станут известны 30 августа. Награждение победителей планируется в рамках финала IV Международной олимпиады по финансовой безопасности — с 30 сентября по 4 октября на федеральной территории «Сириус».

Организаторы — Международный сетевой институт в сфере ПОД/ФТ, Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН и Международный учебно-методический центр финансового мониторинга.

https://t.me/minobrnaukiofficial/8878

Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН с 1 по 5 июля примет в своих стенах 38-ю Всероссийскую конференцию по космическим лучам.

В программу конференции войдут обзорные доклады по основным российским экспериментам, а также некоторые теоретические и экспериментальные результаты зарубежных проектов, в которых российские ученые принимали непосредственное участие. Специальными гостями станут приглашенные докладчики по смежным направлениям исследований. В рамках ВККЛ-2024 пройдет специальная сессия по проблемам мюонографии межпланетного пространства и регистрации вспышек на Солнце (GLE).

Научная программа конференции и координаторы направлений:

ПКЛ-1: Прямые измерения и теория (ядра, электроны, гамма) – С.А. Воронов, А. Д. Панов;

ПКЛ-2: Наземные измерения и теория (ядра, электроны, гамма) – В.Б. Петков, В.В. Просин;

МН: Мюоны и нейтрино – Н.Ю. Агафонова, А.А. Петрухин;

СКЛ: Солнечные космические лучи – Г.А. Базилевская, А.Б. Струминский;

МОД: Модуляции галактических КЛ – М.Б. Крайнев, Ю.И. Стожков;

ГЕО: Геофизические эффекты КЛ и их влияние на климат – А.С. Лидванский, И.И. Яшин.

Организаторами 38-й Всероссийской конференции по космическим лучам, посвященной 300-летию Российской академии наук, выступают ФИАН и ИЯИ РАН.

Сайт конференции https://events.sinp.msu.ru/event/12/

https://scientificrussia.ru/articles/v-fian-projdet-vserossijskaa-konferencia-po-kosmiceskim-lucam

Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН с 1 по 5 июля примет в своих стенах 38-ю Всероссийскую конференцию по космическим лучам.

В программу Конференции войдут обзорные доклады по основным российским экспериментам, а также некоторые теоретические и экспериментальные результаты зарубежных проектов, в которых российские ученые принимали непосредственное участие. Специальными гостями станут приглашенные докладчики по смежным направлениям исследований. В рамках ВККЛ-2024 пройдет специальная сессия по проблемам мюонографии межпланетного пространства и регистрации вспышек на Солнце (GLE).

Научная программа Конференции и координаторы направлений:

ПКЛ-1: Прямые измерения и теория (ядра, электроны, гамма) — С.А. Воронов, А. Д. Панов;

ПКЛ-2: Наземные измерения и теория (ядра, электроны, гамма) — В.Б. Петков, В.В. Просин;

МН: Мюоны и нейтрино — Н.Ю. Агафонова, А.А. Петрухин;

СКЛ: Солнечные космические лучи — Г.А. Базилевская, А.Б. Струминский;

МОД: Модуляции галактических КЛ — М.Б. Крайнев, Ю.И. Стожков;

ГЕО: Геофизические эффекты КЛ и их влияние на климат — А.С. Лидванский, И.И. Яшин.

Организаторами конференции, посвящённой 300-летию Российской академии наук, выступают ФИАН и Институт ядерных исследований РАН.

Даты: с 1 по 5 июля 2024 г.

Адрес: Москва, Ленинский проспект, 53

Подробности на официальном сайте Конференции.

https://new.ras.ru/activities/announcements/1-5-iyulya-vserossiyskaya-konferentsiya-po-kosmicheskim-lucham/

Подведены итоги Конкурса для молодых учёных, приуроченного к 300-летию РАН, запущенного Благотворительным фондом «Система» и Российской академией наук при поддержке Федеральной службы по интеллектуальной собственности (Роспатент) и российских технологических компаний. Победителями Конкурса стали авторы 16 научных разработок из 9 регионов России, отобранные из 347 работ, представляющих 45 регионов страны.

По итогам открытых презентаций победителями стали авторы 16 работ из 15 образовательных и научных организаций.

Номинация «Искусственный интеллект и квантовые технологии»:

I место: Николай Никитин, кандидат технических наук, доцент факультета цифровых трансформаций, старший научный сотрудник лаборатории композитного искусственного интеллекта Университета ИТМО из Санкт-Петербурга, лидер команды, представившей работу «Комплексная технология в области композитного ИИ на основе automl, обеспечивающая полный цикл автоматизации моделирования на данных в различных областях». Члены команды — Анна Колюжная, кандидат технических наук, Александр Хватов, кандидат физико-математических наук.

II место: Гульнара Вишнякова, кандидат физико-математических наук, сотрудница Физического института им. П.Н. Лебедева РАН и Московского физико-технического института (национального исследовательского университета), лидер команды, представившей работу «Методы генерации и передачи высокостабильных сигналов оптической частоты». Члены команды — Никита Жаднов, кандидат физико-математических наук, Константин Кудеяров, кандидат физико-математических наук.

III место: Андрей Горшенин, доктор физико-математических наук, доцент, главный научный сотрудник, руководитель отдела Федерального исследовательского центра «Информатика и управление» Российской академии наук из Москвы, автор работы «Вероятностно-информированные модели машинного обучения».

Специальный приз: Денис Сердечный, кандидат технических наук, доцент кафедры управления инновациями, начальник Лаборатории конвергентной экспертизы и оценки зрелости технологий Государственного университета управления из Москвы, автор работы «Интеллектуальная система поддержки принятия решений при оценке зрелости технологии».

Номинация «Альтернативные источники энергии»:

I место: Семён Бирюков, сотрудник Центра Водородной Энергетики, магистрант МГТУ им. Н.Э. Баумана из города Москвы, лидер команды, представившей работу «Интеграция водородного топливного элемента с протонно-обменными мембранами с системой самоувлажнения в электрический катамаран». Члены команды — Егор Шульга, Елена Галицкая, кандидат физико-математических наук.

II место: Юрий Кунгурцев, инженер-исследователь Института химии твёрдого тела и механохимии СО РАН из Новосибирской области, лидер команды, представившей работу «Разработка перспективных протон-проводящих мембран на основе дигидрофосфата цезия и фтор-полимеров». Член команды — Ирина Багрянцева, кандидат химических наук.

III место: Махмадюсуф Хасимов, младший научный сотрудник Института фундаментальных проблем биологии РАН из Московской области, лидер команды, представившей работу «Методология и эксперимент в эффективном использовании фототрофных микроорганизмов для получения биоводорода и топливных элементов». Член команды — Екатерина Майорова.

Специальный приз: Зоя Бобылёва, кандидат химических наук, научный сотрудник кафедры электрохимии Химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова из Москвы, лидер команды, представившей работу «Разработка углеродных анодных материалов для натрий-ионных аккумуляторов с повышенной энергоёмкостью». Члены команды — Денис Муравьёв, Михаил Фефелов.

Номинация «Генетика и биомедицина»:

I место: Марина Ибрагимова, кандидат биологических наук, сотрудница НИИ онкологии Томского национального исследовательского медицинского центра РАН из Томской области, автор работы «Изменение генетического ландшафта опухоли молочной железы в процессе неоадъювантной химиотерапии: связь с метастазированием».

II место: Ирина Матвеева, младший научный сотрудник НИЛ «Фотоника» Самарского национального исследовательского университета им. академика С.П. Королева из Самарской области, автор работы «Методы анализа спектральных данных для диагностики новообразований кожи»

III место: Альберт Болатчиев, кандидат медицинских наук, основатель и генеральный директор компании «Альбоген» (резидент Сколково), доцент, заведующий лабораторией Ставропольского государственного медицинского университета из Ставропольского края, автор работы «Разработка новых противомикробных соединений с помощью методов искусственного интеллекта».

Специальный приз: Ирина Кудрякова, кандидат биологических наук, сотрудник Института биохимии и физиологии микроорганизмов Российской академии наук – обособленного подразделения Федерального исследовательского центра «Пущинский научный центр биологических исследований Российской академии наук» из Московской области, лидер команды, представившей работу «Бактериолитические ферменты бактерий как перспективная фармацевтическая субстанция для лечения заболеваний, вызванных супербактериями». Член команды — Алексей Афошин, кандидат биологических наук.

Номинация «Новые материалы и химические процессы»:

I место: Андрей Гнеденков, доктор химических наук ведущий научный сотрудник Института химии Дальневосточного отделения Российской академии наук из Приморского края, лидер команды, представившей работу «Гибридные смарт-покрытия нового поколения с функцией таргетной доставки активных компонентов для защиты магниевых сплавов». Члены команды — Валерия Марченко (Филонина), Алексей Номеровский.

II место: Александр Гренадёров, доктор технических наук, заместитель директора по научной работе Института сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук из Томской области, автор работы «Разработка технологических подходов и соответствующего вакуумного ионно-плазменного оборудования для модификации поверхности различных материалов с целью улучшения комплекса физико-механических, трибологических, антикоррозионных и медико-биологических свойств».

III место: Мария Кудрявцева, кандидат химических наук, сотрудница Национального исследовательского Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского из Нижегородской области, лидер команды, представившей работу «Разработка технологии газогидратной кристаллизации для энергоэффективного разделения природного газа». Члены команды — Антон Петухов, кандидат химических наук, Дмитрий Шаблыкин, кандидат технических наук.

Специальный приз: Артём Митрофанов, кандидат химических наук, старший научный сотрудник кафедры радиохимии МГУ им. М.В. Ломоносова из Москвы, лидер команды, представившей работу «Направленный дизайн комплексообразователей для ядерной энергетики и разработки радиофармпрепаратов». Член команды — Анастасия Смирнова, кандидат химических наук.

Конкурс для молодых учёных, приуроченный к 300-летию РАН, стартовал в конце декабря 2023 года в целях выявления и поддержки студентов и молодых учёных, разрабатывающих и внедряющих результаты инновационных научных разработок и новейших исследований в приоритетных областях экономики: химической промышленности, фармацевтике, электронике, энергетике, сфере цифровых технологий.

«Участники конкурса представили хорошие, качественные работы. Было непросто выбрать самые лучшие из них. И для нас, безусловно, все молодые ребята, а тем более финалисты, уже победители. Уверен, что каждый из вас обладает всем необходимым потенциалом, чтобы развиваться в научной сфере, открывать новое и вносить вклад в научно-технологический суверенитет нашей страны. В этом году Российская академия наук празднует 300 лет со дня своего основания. И я с большим удовольствием всех поздравляю с этим знаменательным событием. РАН является старейшей системообразующей научной организацией, без нее невозможно себе представить науку, технологии, развитие страны. И сегодня учёные готовы отвечать своими работами, своей экспертной деятельностью на запросы государства», — отметил сопредседатель Экспертного Совета Конкурса, вице-президент РАН академик РАН доктор химических наук Степан Калмыков.

«Совместно с Российской академией наук, Роспатентом и нашими индустриальными партнерами — отечественными технологическими компаниями, мы постарались создать инструмент поддержки молодых ученых в начале пути, задать правильный практикоориентированный вектор их научной и исследовательской работе. Особенно ценно, что победители — авторы лучших по итогам оценки работ — представляют очень широкую географию. Здесь и Москва, Санкт-Петербург, Новосибирск, Томск, и Приморский край, Ставрополье, Нижегородская и Самарская области. Безусловно, наш Конкурс не завершён — уже осенью мы встретимся с победителями в рамках награждения и продолжим поддержку в будущем, чтобы результаты работ могли приносить пользу далеко за пределами лабораторий и институтов их родных регионов», — отметила президент Благотворительного Фонда «Система» доктор педагогических наук член-корреспондент РАО Лариса Пастухова.

«Группа компаний АФК «Система» — ведущая корпорация, которая продвигает высокие технологии в нашей стране по всем приоритетным направлениям — от связи и телекоммуникаций к медицине и сельскому хозяйству. Поэтому, безусловно, для нас такие конкурсы особенно актуальны — и с точки зрения предложенных участниками решений, и в отношении пополнения научного кадрового резерва наших компаний. В рамках данного проекта конкурс составил 30 заявок на место — достойный результат, который говорит об интересе молодых учёных и качестве научных работ победителей. Желаю каждому из них успехов в их дальнейшей научной деятельности», — рассказал сопредседатель Экспертного Совета Конкурса, академик РАН доктор физико-математических наук, вице-президент по высоким технологиям АФК «Система» Юрий Балега.

«В условиях форсированного инновационного развития России наука играет важнейшую роль. В XXI веке самыми перспективными являются инвестиции в интеллектуальный капитал. Многое в этом направлении зависит от активности молодых учёных и разработчиков. Количество таких уникальных специалистов растет. Это творчески мыслящие, обладающие лидерскими качествами профессионалы. Уверен, они способны решать современные задачи, связанные с созданием продуктов интеллектуальной собственности и их управлением. Хочу особо поблагодарить Российскую академию наук и Благотворительный фонд «Система» за этот вклад в развитие отечественной научной школы, поддержки молодых талантливых учёных и формировании у них компетенций в сфере интеллектуальной собственности. А участникам конкурса напомню, что Роспатент является вашим надёжным партнером», — заявил руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности (Роспатент) Юрий Зубов.

«Все крупные достижения в области информационных технологий невозможны без открытий классической фундаментальной науки. Благодаря ей то, что еще вчера было за гранью возможного — сегодня лежит в основе цифровых продуктов и сервисов. На конкурс было заявлено много интересных проектов в разных областях, начиная с ИТ и заканчивая медициной. Надеюсь, они найдут свое дальнейшее развитие, будут двигать технологический прогресс и улучшать жизнь людей», — подчеркнул первый вице-президент по технологиям цифровой экосистемы МТС Павел Воронин.

На Конкурс было представлено 347 научных разработок и результатов исследований от участников из 45 регионов России — представителей 71 образовательной организации высшего образования и 50 научных организаций страны. Конкурс позволил не только выявить и поддержать перспективных молодых учёных, но и дать им возможность обрести новые знания в части защиты интеллектуальной собственности — лекторий для конкурсантов организовали ведущие эксперты Роспатента, осветив основные вопросы патентования и выбора стратегии надёжной охраны разработок.

В финальном этапе Конкурса авторы, чьи научные работы прошли этап заочной экспертизы, презентовали их перед Экспертным Советом Конкурса — представителями Российской академии наук, Роспатента и отечественных компаний — цифровой экосистемы МТС, АФК «Система», ГК «МЕДСИ», Центра Водородных Технологий, Система-БиоТех, Natura Siberica, Национальной Газовой Компании и др..

«На конкурс молодых учёных, приуроченный к 300-летию РАН, были представлены интересные и очень перспективные работы по актуальным направлениям науки и технологий. Многие из них сделаны на высоком научном уровне, а некоторые — обладают большим потенциалом для коммерциализации, в том числе, в контуре АФК «Система». Как научный директор Центра исследований и разработок, я планирую связаться с несколькими командами и пригласить их к сотрудничеству», — поделился доктор физико-математических наук, начальник отдела Радиофотоники МФТИ, научный директор АО «Центр исследований и разработок» (АФК «Система») Степан Андреев.

«Был приятно удивлён, что на конкурсе были представлены проекты, которые имеют не только теоретический потенциал, но и основу для практической реализации. Совместные усилия научного сообщества, бизнеса и государства позволят эффективно внедрить эти проекты в жизнь и создать новые технологии», — рассказал доктор химических наук, генеральный директор Центра водородной энергетики АФК «Система» Юрий Добровольский.

«Высокотехнологичное производство сегодня неразрывно связано с наукой — и скорость развития технологий требует постоянного сокращения пути разработки от лаборатории к ее практическому применению. Подобные конкурсы направлены в том числе на решение данной задачи. Надеемся, что в ближайшее время мы сможем увидеть представленные сегодня проекты в качестве внедренных решений в отечественных компаниях», — генеральный директор Национальной Газовой Компании доктор физико-математических наук Андрей Яковлев.

«Спасибо организаторам за прекрасную возможность познакомиться с актуальными и перспективными работами талантливых учёных. Работы, посвящённые диагностике и лечению онкологических, сердечно-сосудистых, инфекционных заболеваний, могут изменить нашу медицину уже завтра. Очень высокий уровень работ с большим потенциалом для внедрения в клиническую практику», — поделился впечатлениями от защит главный кардиолог МЕДСИ, ректор Академии МЕДСИ Александр Патрикеев.

«Генетика — одно из наиболее приоритетных и перспективных направлений развития современной отечественной и мировой науки, поэтому особенно важно, что в рамках Конкурса ему была посвящена отдельная номинация. Задача нашей компании — развивать научно-исследовательскую базу изучения генетики в России и внедрять передовые биотехнологии в регулярную практику врача. Надеемся, что научные разработки победителей в будущем смогут помочь в её решении», — отметила генеральный директор Система-БиоТех Наталья Позднякова.

Торжественное награждение победителей Конкурса для молодых учёных, приуроченного к 300-летию РАН, запланировано на осень 2024 года. Авторы лучших научных разработок и результатов исследований не только встретятся с ведущими учёными страны, но и побывают в научных центрах российских высокотехнологичных компаний — R&D-центре «Биннофарм Групп», Центре Водородных Технологий АФК «Система» и др.

Благотворительный фонд «Система» — один из крупнейших благотворительных фондов России, созданный в 2004 году. БФ «Система» содействует развитию проектов в сферах образования и профориентации, поддерживает культурные и просветительские проекты и оказывает социальную помощь через создание платформы для внедрения и продвижения системной благотворительной деятельности.

https://new.ras.ru/activities/news/obyavleny-pobediteli-konkursa-dlya-molodykh-uchyenykh-priurochennogo-k-300-letiyu-ran/

Подведены итоги Конкурса для молодых ученых, приуроченного к 300-летию РАН, запущенного Благотворительным фондом «Система» и Российской академией наук при поддержке Федеральной службы по интеллектуальной собственности (Роспатент) и российских технологических компаний.  Победителями Конкурса стали авторы 16 научных разработок из 9 регионов России, отобранные из 347 работ, представляющих 45 регионов страны.

По итогам открытых презентаций победителями стали авторы 16 работ из 15 образовательных и научных организаций.

Номинация «Искусственный интеллект и квантовые технологии»:

I место: Николай Никитин, кандидат технических наук, доцент факультета цифровых трансформаций, старший научный сотрудник лаборатории композитного искусственного интеллекта Университета ИТМО из Санкт-Петербурга, лидер команды, представившей работу «Комплексная технология в области композитного ИИ на основе automl, обеспечивающая полный цикл автоматизации моделирования на данных в различных областях». Члены команды – Анна Колюжная, кандидат технических наук, Александр Хватов, кандидат физико-математических наук.

II место: Гульнара Вишнякова, кандидат физико-математических наук, сотрудница Московского физико-технического института (национального исследовательского университета) из Москвы, лидер команды, представившей работу «Методы генерации и передачи высокостабильных сигналов оптической частоты». Члены команды: Никита Жаднов, кандидат физико-математических наук, Константин Кудеяров, кандидат физико-математических наук.

III место: Андрей Горшенин, доктор физико-математических наук, доцент, главный научный сотрудник, руководитель отдела Федерального исследовательского центра «Информатика и управление» Российской академии наук из Москвы, автор работы «Вероятностно-информированные модели машинного обучения».

Специальный приз: Денис Сердечный, кандидат технических наук, доцент кафедры управления инновациями, начальник Лаборатории конвергентной экспертизы и оценки зрелости технологий Государственного университета управления из Москвы, автор работы «Интеллектуальная система поддержки принятия решений при оценке зрелости технологии».

Номинация «Альтернативные источники энергии»:

I место: Семен Бирюков, сотрудник Центра Водородной Энергетики, магистрант МГТУ им. Н.Э. Баумана из города Москвы, лидер команды, представившей работу «Интеграция водородного топливного элемента с протонно-обменными мембранами с системой самоувлажнения в электрический катамаран». Члены команды – Егор Шульга, Елена Галицкая, кандидат физико-математических наук.

II место: Юрий Кунгурцев, инженер-исследователь Института химии твердого тела и механохимии СО РАН из Новосибирской области, лидер команды, представившей работу «Разработка перспективных протон-проводящих мембран на основе дигидрофосфата цезия и фтор-полимеров». Член команды – Ирина Багрянцева, кандидат химических наук.

III место: Махмадюсуф Хасимов, младший научный сотрудник Института фундаментальных проблем биологии РАН из Московской области, лидер команды, представившей работу «Методология и эксперимент в эффективном использовании фототрофных микроорганизмов для получения биоводорода и топливных элементов». Член команды – Екатерина Майорова.

Специальный приз: Зоя Бобылёва, кандидат химических наук, научный сотрудник кафедры электрохимии химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова из Москвы, лидер команды, представившей работу «Разработка углеродных анодных материалов для натрий-ионных аккумуляторов с повышенной энергоемкостью». Члены команды – Денис Муравьев, Михаил Фефелов.

Номинация «Генетика и биомедицина»:

I место:  Марина Ибрагимова, кандидат биологических наук, сотрудница НИИ онкологии Томского национального исследовательского медицинского центра РАН из Томской области, автор работы «Изменение генетического ландшафта опухоли молочной железы в процессе неоадъювантной химиотерапии: связь с метастазированием».

II место: Ирина Матвеева, младший научный сотрудник НИЛ «Фотоника» Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева из Самарской области, автор работы «Методы анализа спектральных данных для диагностики новообразований кожи».

III место: Альберт Болатчиев, кандидат медицинских наук, основатель и генеральный директор компании «Альбоген» (резидент Сколково), доцент, заведующий лабораторией Ставропольского государственного медицинского университета из Ставропольского края, автор работы «Разработка новых противомикробных соединений с помощью методов искусственного интеллекта».

Специальный приз: Ирина Кудрякова, кандидат биологических наук, сотрудник Института биохимии и физиологии микроорганизмов Российской академии наук – обособленного подразделения Федерального исследовательского центра «Пущинский научный центр биологических исследований Российской академии наук» из Московской области, лидер команды, представившей работу «Бактериолитические ферменты бактерий как перспективная фармацевтическая субстанция для лечения заболеваний, вызванных супербактериями». Члены команды – Алексей Афошин, кандидат биологических наук.

Номинация «Новые материалы и химические процессы»:

I место: Андрей Гнеденков, доктор химических наук ведущий научный сотрудник Института химии Дальневосточного отделения Российской академии наук из Приморского края, лидер команды, представившей работу «Гибридные смарт-покрытия нового поколения с функцией таргетной доставки активных компонентов для защиты магниевых сплавов». Члены команды – Валерия Марченко (Филонина), Алексей Номеровский.

II место: Александр Гренадёров, доктор технических наук, заместитель директора по научной работе Института сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук из Томской области, автор работы «Разработка технологических подходов и соответствующего вакуумного ионно-плазменного оборудования для модификации поверхности различных материалов с целью улучшения комплекса физико-механических, трибологических, антикоррозионных и медико-биологических свойств».

III место: Мария Кудрявцева, кандидат химических наук, сотрудница Национального исследовательского Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского из Нижегородской области, лидер команды, представившей работу «Разработка технологии газогидратной кристаллизации для энергоэффективного разделения природного газа». Члены команды – Антон Петухов, кандидат химических наук, Дмитрий Шаблыкин, кандидат технических наук.

Специальный приз: Артём Митрофанов, кандидат химических наук, старший научный сотрудник кафедры радиохимии МГУ имени М.В. Ломоносова из Москвы, лидер команды, представившей работу «Направленный дизайн комплексообразователей для ядерной энергетики и разработки радиофармпрепаратов». Члены команды – Анастасия Смирнова, кандидат химических наук.

Конкурс для молодых ученых, приуроченный к 300-летию РАН, стартовал в конце декабря 2023 года в целях выявления и поддержки студентов и молодых ученых, разрабатывающих и внедряющих результаты инновационных научных разработок и новейших исследований в приоритетных областях экономики: химической промышленности, фармацевтике, электронике, энергетике, сфере цифровых технологий.

«Участники конкурса представили хорошие, качественные работы. Было непросто выбрать самые лучшие из них. И для нас, безусловно, все молодые ребята, а тем более финалисты, уже победители. Уверен, что каждый из вас обладает всем необходимым потенциалом, чтобы развиваться в научной сфере, открывать новое и вносить вклад в научно-технологический суверенитет нашей страны. В этом году Российская академия наук празднует 300 лет со дня своего основания. И я с большим удовольствием всех поздравляю с этим знаменательным событием. РАН является старейшей системообразующей научной организацией, без нее невозможно себе представить науку, технологии, развитие страны. И сегодня ученые готовы отвечать своими работами, своей экспертной деятельностью на запросы государства», – отметил сопредседатель Экспертного Совета Конкурса, вице-президент РАН, академик РАН, доктор химических наук Степан Калмыков.

«Совместно с Российской академией наук, Роспатентом и нашими индустриальными партнерами – отечественными технологическими компаниями, мы постарались создать инструмент поддержки молодых ученых в начале пути, задать правильный практикоориентированный вектор их научной и исследовательской работе. Особенно ценно, что победители – авторы лучших по итогам оценки работ – представляют очень широкую географию. Здесь и Москва, Санкт-Петербург, Новосибирск, Томск, и Приморский край, Ставрополье, Нижегородская и Самарская области. Безусловно, наш Конкурс не завершен – уже осенью мы встретимся с победителями в рамках награждения и продолжим поддержку в будущем, чтобы результаты работ могли приносить пользу далеко за пределами лабораторий и институтов их родных регионов», – отметила президент Благотворительного Фонда «Система», доктор педагогических наук, член-корреспондент РАО Лариса Пастухова.

«Группа компаний АФК «Система» – ведущая корпорация, которая продвигает высокие технологии в нашей стране по всем приоритетным направлениям – от связи и телекоммуникаций к медицине и сельскому хозяйству. Поэтому, безусловно, для нас такие конкурсы особенно актуальны – и с точки зрения предложенных участниками решений, и в отношении пополнения научного кадрового резерва наших компаний. В рамках данного проекта конкурс составил 30 заявок на место – достойный результат, который говорит об интересе молодых ученых и качестве научных работ победителей. Желаю каждому из них успехов в их дальнейшей научной деятельности», – рассказал сопредседатель Экспертного Совета Конкурса, академик РАН, доктор физико-математических наук, вице-президент по высоким технологиям АФК «Система» Юрий Балега.

«В условиях форсированного инновационного развития России наука играет важнейшую роль. В XXI веке самыми перспективными являются инвестиции в интеллектуальный капитал. Многое в этом направлении зависит от активности молодых ученых и разработчиков. Количество таких уникальных специалистов растет. Это творчески мыслящие, обладающие лидерскими качествами профессионалы. Уверен, они способны решать современные задачи, связанные с созданием продуктов интеллектуальной собственности и их управлением. Хочу особо поблагодарить Российскую академию наук и Благотворительный фонд «Система» за этот вклад в развитие отечественной научной школы, поддержки молодых талантливых ученых и формировании у них компетенций в сфере интеллектуальной собственности. А участникам конкурса напомню, что Роспатент является вашим надежным партнером», – заявил руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности (Роспатент) Юрий Зубов.

«Все крупные достижения в области информационных технологий невозможны без открытий классической фундаментальной науки. Благодаря ей то, что еще вчера было за гранью возможного, – сегодня лежит в основе цифровых продуктов и сервисов. На конкурс было заявлено много интересных проектов в разных областях, начиная с ИТ и заканчивая медициной. Надеюсь, они найдут свое дальнейшее развитие, будут двигать технологический прогресс и улучшать жизнь людей», – подчеркнул первый вице-президент по технологиям цифровой экосистемы МТС Павел Воронин.

На Конкурс было представлено 347 научных разработок и результатов исследований от участников из 45 регионов России – представителей 71 образовательной организации высшего образования и 50 научных организаций страны.  Конкурс позволил не только выявить и поддержать перспективных молодых ученых, но и дать им возможность обрести новые знания в части защиты интеллектуальной собственности – лекторий для конкурсантов организовали ведущие эксперты Роспатента, осветив основные вопросы патентования и выбора стратегии надежной охраны разработок.

В финальном этапе Конкурса авторы, чьи научные работы прошли этап заочной экспертизы, презентовали их перед Экспертным Советом Конкурса – представителями Российской академии наук, Роспатента и отечественных компаний – цифровой экосистемы МТС, АФК «Система», ГК «МЕДСИ», Центра Водородных Технологий, Система-БиоТех, Natura Siberica, Национальной Газовой Компании и др.

«На конкурс молодых ученых, приуроченный к 300-летию РАН, были представлены интересные и очень перспективные работы по актуальным направлениям науки и технологий. Многие из них сделаны на высоком научном уровне, а некоторые – обладают большим потенциалом для коммерциализации, в том числе в контуре АФК «Система». Как научный директор Центра исследований и разработок, я планирую связаться с несколькими командами и пригласить их к сотрудничеству», – поделился доктор физико-математических наук, начальник отдела Радиофотоники МФТИ, научный директор АО «Центр исследований и разработок» (АФК «Система») Степан Андреев.

«Был приятно удивлен, что на конкурсе были представлены проекты, которые имеют не только теоретический потенциал, но и основу для практической реализации. Совместные усилия научного сообщества, бизнеса и государства позволят эффективно внедрить эти проекты в жизнь и создать новые технологии», – рассказал доктор химических наук, генеральный директор Центра водородной энергетики АФК «Система» Юрий Добровольский.

«Высокотехнологичное производство сегодня неразрывно связано с наукой – и скорость развития технологий требует постоянного сокращения пути разработки от лаборатории к ее практическому применению. Подобные конкурсы направлены в том числе на решение данной задачи. Надеемся, что в ближайшее время мы сможем увидеть представленные сегодня проекты в качестве внедренных решений в отечественных компаниях», – рассказал генеральный директор Национальной Газовой Компании, доктор физико-математических наук Андрей Яковлев.

«Спасибо организаторам за прекрасную возможность познакомиться с актуальными и перспективными работами талантливых ученых. Работы, посвященные диагностике и лечению онкологических, сердечно-сосудистых, инфекционных заболеваний, могут изменить нашу медицину уже завтра. Очень высокий уровень работ с большим потенциалом для внедрения в клиническую практику», – поделился впечатлениями от защит главный кардиолог МЕДСИ, ректор Академии МЕДСИ Александр Патрикеев.

«Генетика – одно из наиболее приоритетных и перспективных направлений развития современной отечественной и мировой науки, поэтому особенно важно, что в рамках Конкурса ему была посвящена отдельная номинация. Задача нашей компании – развивать научно-исследовательскую базу изучения генетики в России и внедрять передовые биотехнологии в регулярную практику врача. Надеемся, что научные разработки победителей в будущем смогут помочь в ее решении», – отметила генеральный директор Система-БиоТех Наталья Позднякова.

Торжественное награждение победителей Конкурса для молодых ученых, приуроченного к 300-летию РАН, запланировано на осень 2024 года. Авторы лучших научных разработок и результатов исследований не только встретятся с ведущими учеными страны, но и побывают в научных центрах российских высокотехнологичных компаний – R&D-центре «Биннофарм Групп», Центре Водородных Технологий АФК «Система» и др.

Информация и фото предоставлены пресс-службой Благотворительного фонда «Система»
Источник фото: пресс-служба Федеральной службы по интеллектуальной собственности (Роспатент)

https://scientificrussia.ru/articles/obavleny-pobediteli-konkursa-dla-molodyh-ucenyh-priurocennogo-k-300-letiu-ran

Администрация городского округа Троицк высоко оценила научные достижения Троицкого обособленного подразделения Физического института им. П.Н. Лебедева РАН по итогам сразу нескольких городских мероприятий.

Обновление экспозиции на Доске почета в Троицке.

Награды получили: ведущий научный сотрудник, к.ф.-м.н. В.Л. Величанский, научные сотрудники к.ф.-м.н. М.И. Васьковская и к.ф.-м.н. Е.А. Цыганков, м.н.с. Д.С. Чучелов.

Все четверо входят в тематическую группу «Высококогерентные полупроводниковые лазеры» в составе лаборатории стандартов частоты Отдела лазерных технологий ТОП ФИАН. Лаборатория была основана в 1989 году по распоряжению академика Н.Г. Басова. Основное направление работ группы – развитие методов спектроскопии атомов щелочных металлов с использованием излучения высококогерентных перестраиваемых диодных лазеров для решения актуальных задач квантовой метрологии и сенсорики. Изучаются различные аспекты взаимодействия излучения оптического и микроволнового диапазонов с атомарными газами щелочных металлов, ведутся разработки в области диодных лазеров. Результаты исследований используются для улучшения характеристик существующих и разработки новых типов стандартов частоты (малогабаритных атомных часов) и квантовых магнитометров. Малогабаритные атомные часы применяются для синхронизации различных мобильных объектов, систем спутниковой связи, в навигации и других приложениях, а квантовые магнитометры могут использоваться в археологии и геологоразведке, например, для поиска полезных ископаемых. Среди наиболее важных результатов, полученных сотрудниками группы за последние несколько лет, можно отметить разработку новой конструкции диодного лазера с внешним резонатором с интерференционным фильтром в качестве спектрально-селективного элемента. В диапазоне частот 10–10000 Гц разработанный лазер обладает значительно большей виброустойчивостью, чем лазер с дифракционной решеткой. Лазеры с низкой акустической чувствительностью востребованы в устройствах, используемых на искусственных спутниках Земли, а также в стандартах частоты. На основе методов лазерной сварки и герметизации разработана технология производства газовых ячеек с щелочными металлами и просветляющими покрытиями обеих поверхностей выходных окон. Развит подход, позволяющий управлять спектром излучения диодного лазера с вертикальным резонатором (англ. VCSEL) в режиме СВЧ-модуляции тока накачки. Развитая методика позволяет сделать равными мощности первых боковых полос спектра излучения и увеличить тем самым амплитуду резонанса когерентного пленения населенностей, что может найти применение в малогабаритных атомных часах.

Разработанная научной группой конструкция малогабаритного диодного лазера с внешним резонатором.

Организатором и научным руководителем группы с 1980-х гг. является В.Л. Величанский. Владимир Леонидович выпускник МИФИ, он непрерывно работает в ФИАН с 1974 года. Специалист в области перестраиваемых полупроводниковых лазеров, лазерной спектроскопии, метрологии частоты и времени, квантовой магнитометрии. Автор более 160 статей в журналах, индексируемых базами данных Web of Science и Scopus, имеет более 10 патентов на изобретения. Научный руководитель шести успешно защищенных кандидатских диссертаций. В.Л. Величанский внес большой, а по нескольким направлениям – определяющий вклад в физику полупроводниковых лазеров с внешним резонатором. Им выполнены пионерские работы по измерению и уменьшению ширины линии генерации диодных лазеров, методам и особенностям перестройки их частоты, по применению лазеров этого типа в прецизионной нелинейной спектроскопии атомов щелочных и щелочноземельных атомов, в атомно-лучевых стандартах частоты, в квантовой магнитометрии, в исследовании эффекта когерентного пленения населенности. Предложена и реализована концепция узкополосного перестраиваемого в окрестности атомных линий лазера, который стал одним из наиболее востребованных инструментов в современной атомной спектроскопии.

Учитывая профессиональные достижения и отмечая большой личный вклад В.Л. Величанского в развитие наукограда, наградная комиссия Администрации городского округа Троицк в г. Москве приняла решение о занесении его портрета на Доску почета. Торжественная церемония открытия обновленной Доски почета с выдачей свидетельств награжденным состоялась 25 мая 2024 года в день города Троицка.

В начале июня 2024 года состоялась первая открытая конференция – финал конкурса научных работ молодых ученых научных организаций городского округа Троицк в городе Москве. Конкурс проводился администрацией городского округа Троицк в городе Москве совместно с научно-техническим советом наукограда с целью поощрения молодых ученых города Троицка, достигших значительных результатов в научно-исследовательской деятельности. Победителями конкурса, обладателями диплома за 1 место и ценных призов стали молодые научные сотрудники Мария Васьковская, Евгений Цыганков и Дмитрий Чучелов, представившие работу «Малогабаритные атомные часы на эффекте когерентного пленения населенностей». Научный руководитель – заведующий Лабораторией стандартов частоты к.ф.-м.н. С.А. Зибров. Научный консультант – к.ф.-м.н. В.Л. Величанский. Представленная на конкурс работа стала итогом теоретических, экспериментальных и конструкторских разработок в области полупроводниковых диодных лазеров, выполненных коллективом за последние несколько лет, опубликованных в 9 статьях в профильных рейтинговых научных журналах и 3 патентах на изобретения. Полученные результаты вошли в диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук, успешно защищенные М.И. Васьковской (2023 г.) и Е.А. Цыганковым (2024 г.).

Награждение победителей первого конкурса научных работ молодых ученых города Троицка.

Информация и фото предоставлены Отделом по связям с общественностью ФИАН

https://scientificrussia.ru/articles/v-troicke-otmetili-dostizenia-naucnyh-sotrudnikov-fian

Администрация городского округа Троицк высоко оценила научные достижения Троицкого обособленного подразделения Физического института им. П.Н. Лебедева РАН по итогам сразу нескольких городских мероприятий.

Награды получили ведущий научный сотрудник, к.ф.-м.н. В.Л. Величанский, научные сотрудники к.ф.-м.н. М.И. Васьковская и к.ф.-м.н. Е.А. Цыганков, м.н.с. Д.С. Чучелов.

Все четверо входят в тематическую группу «Высококогерентные полупроводниковые лазеры» в составе лаборатории стандартов частоты Отдела лазерных технологий ТОП ФИАН. Лаборатория была основана в 1989 году по распоряжению академика Н.Г. Басова. Основное направление работ группы — развитие методов спектроскопии атомов щелочных металлов с использованием излучения высококогерентных перестраиваемых диодных лазеров для решения актуальных задач квантовой метрологии и сенсорики. Изучаются различные аспекты взаимодействия излучения оптического и микроволнового диапазонов с атомарными газами щелочных металлов, ведутся разработки в области диодных лазеров.

Результаты исследований используются для улучшения характеристик существующих и разработки новых типов стандартов частоты (малогабаритных атомных часов) и квантовых магнитометров. Малогабаритные атомные часы применяются для синхронизации различных мобильных объектов, систем спутниковой связи, в навигации и других приложениях, а квантовые магнитометры могут использоваться в археологии и геологоразведке, например, для поиска полезных ископаемых. Среди наиболее важных результатов, полученных сотрудниками группы за последние несколько лет, можно отметить разработку новой конструкции диодного лазера с внешним резонатором с интерференционным фильтром в качестве спектрально-селективного элемента. В диапазоне частот 10–10000 Гц разработанный лазер обладает значительно большей виброустойчивостью, чем лазер с дифракционной решеткой. Лазеры с низкой акустической чувствительностью востребованы в устройствах, используемых на искусственных спутниках Земли, а также в стандартах частоты. На основе методов лазерной сварки и герметизации разработана технология производства газовых ячеек со щелочными металлами и просветляющими покрытиями обеих поверхностей выходных окон. Развит подход, позволяющий управлять спектром излучения диодного лазера с вертикальным резонатором (англ. VCSEL) в режиме СВЧ-модуляции тока накачки. Развитая методика позволяет сделать равными мощности первых боковых полос спектра излучения и увеличить тем самым амплитуду резонанса когерентного пленения населённостей, что может найти применение в малогабаритных атомных часах.

Разработанная научной группой конструкция малогабаритного диодного лазера с внешним резонатором

Организатором и научным руководителем группы с 1980-х гг. является В.Л. Величанский. Владимир Леонидович выпускник МИФИ, он непрерывно работает в ФИАН с 1974 года. Специалист в области перестраиваемых полупроводниковых лазеров, лазерной спектроскопии, метрологии частоты и времени, квантовой магнитометрии. Автор более 160 статей в журналах, индексируемых базами данных Web of Science и Scopus, имеет более 10 патентов на изобретения. Научный руководитель шести успешно защищённых кандидатских диссертаций. В.Л. Величанский внёс большой, а по нескольким направлениям — определяющий вклад в физику полупроводниковых лазеров с внешним резонатором. Им выполнены пионерские работы по измерению и уменьшению ширины линии генерации диодных лазеров, методам и особенностям перестройки их частоты, по применению лазеров этого типа в прецизионной нелинейной спектроскопии атомов щелочных и щёлочноземельных атомов, в атомно-лучевых стандартах частоты, в квантовой магнитометрии, в исследовании эффекта когерентного пленения населённости. Предложена и реализована концепция узкополосного перестраиваемого в окрестности атомных линий лазера, который стал одним из наиболее востребованных инструментов в современной атомной спектроскопии.

Газовые ячейки с парами щелочных металлов, произведённые с помощью технологии лазерной сварки и герметизации стекла (авторы В.Л. Величанский и Д.С. Чучелов)

Учитывая профессиональные достижения и отмечая большой личный вклад В.Л. Величанского в развитие наукограда, наградная комиссия Администрации городского округа Троицк в г. Москве приняла решение о размещении его портрета на Доске почёта. Торжественная церемония открытия обновлённой Доски почёта с выдачей свидетельств награждённым состоялась 25 мая 2024 года, в День города Троицка.

Обновление экспозиции на Доске почёта в Троицке

В начале июня 2024 года состоялась первая открытая конференция — финал конкурса научных работ молодых учёных научных организаций городского округа Троицк в городе Москве. Конкурс проводился администрацией городского округа Троицк в городе Москве совместно с научно-техническим советом наукограда с целью поощрения молодых учёных города Троицка, достигших значительных результатов в научно-исследовательской деятельности.

Награждение победителей первого конкурса научных работ молодых учёных города Троицка

Победителями конкурса, обладателями диплома за 1 место и ценных призов стали молодые научные сотрудники Мария Васьковская, Евгений Цыганков и Дмитрий Чучелов, представившие работу «Малогабаритные атомные часы на эффекте когерентного пленения населённостей». Научный руководитель — заведующий Лабораторией стандартов частоты к.ф.-м.н. С.А. Зибров. Научный консультант — к.ф.-м.н. В.Л. Величанский. Представленная на конкурс работа стала итогом теоретических, экспериментальных и конструкторских разработок в области полупроводниковых диодных лазеров, выполненных коллективом на последние несколько лет, опубликованных в девяти статьях в профильных рейтинговых научных журналах и трёх патентах на изобретения. Полученные результаты вошли в диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук, успешно защищённых М.И. Васьковской (2023 г.) и Е.А. Цыганковым (2024 г.).

Источник: отдел по связям с общественностью ФИАН.

https://new.ras.ru/activities/news/v-troitske-otmetili-dostizheniya-nauchnykh-sotrudnikov-fian/

Радиотелескоп ASKAP.

Вселенная пронизана электромагнитными волнами, и среди этого хаоса время от времени попадаются радиосигналы, которые озадачивают учёных. Очередной такой сигнал зафиксировали австралийские исследователи. Он повторяется каждый час, и, хотя у учёных есть версии о его происхождении, объяснить с позиций современной физики они его не могут.

«Интригует, что у него три различных состояния»

Астрономы исследуют всю доступную информацию, которая приходит на Землю со всех направлений Вселенной. Наибольшее число интересных событий они регистрируют в радиодиапазоне электромагнитных волн.

Практически любая физическая активность в космосе сопровождается радиоизлучением. Оно возникает как следствие многих астрономических событий: вспышек сверхновых, излучения пульсаров (нейтронных звёзд с сильным магнитным полем, у которых регистрируются периодические импульсы радиоизлучения), излучения джетов (плазменных струй), связанных с центральными сверхмассивными чёрными дырами в активных галактиках, или джетов в двойных звёздных системах.

Особо интригуют астрономов в последнее время быстрые радиовсплески. Они длятся всего несколько тысячных долей секунды и возникают в непредсказуемом направлении, поэтому их очень сложно изучать. Но в этот раз внимание учёных привлёк странный повторяющийся радиосигнал, который, по их предположению, может исходить от необычной нейтронной звезды. А, может, и от чего-то (кого-то?) другого.

Сигнал зафиксировал радиотелескоп ASKAP, что в Австралии. Он наблюдает за большой полосой неба в поисках кратковременных импульсов, приходящих из космоса. Так был обнаружен сигнал, официально обозначенный ASKAP J1935+2148. Он повторяется каждые 54 минуты.

Учёные выделили три разных состояния, которые бывают у этого радиосигнала. В первом случае излучаются яркие электромагнитные вспышки длительностью 10-50 секунд, причём все волны идут в одном направлении. Во втором импульсы примерно в 26 раз слабее, длятся всего 370 миллисекунд и имеют круговую поляризацию. А в третьем случае молчит, не испуская никакого сигнала.

«Что интригует, так это то, что объект демонстрирует три различных состояния излучения, каждое из которых имеет свойства, совершенно отличные от других. Если бы сигналы не исходили из одной и той же точки неба, мы бы не поверили, что это тот же самый объект», — говорит ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Nature, доктор Маниша Калеб из Сиднейского университета.

Этот объект — не единственный

Что же производит этот сигнал? Основная версия учёных — нейтронная звезда. Вторая — белый карлик. Оба этих космических тела формируются в результате смерти более крупных звёзд (результат зависит от исходной массы звезды), и этим они похожи. Загвоздка в том, что свойства полученного радиосигнала противоречат физике этих объектов.

«Сигнал повторяется с периодом меньше часа, и таких объектов в космосе на данный момент известно несколько, так что этот не является уникальным, — рассказал aif.ru заместитель руководителя Пущинской радиоастрономической обсерватории АКЦ ФИАН, доктор физико-математических наук Сергей Тюльбашев. — В прошлом и позапрошлом годах в том же журнале Nature были опубликованы статьи, в которых описывались обнаруженные излучения от объектов с периодами 18 минут и 22 минуты.

А ещё раньше, в 2006 году, был обнаружен объект с предполагаемым периодом в 77 минут (тоже была публикация в Nature), но он не подтвердился как источник периодического излучения.

Если говорить о „странностях“ всех этих радиоисточников периодического излучения, то главная из них — сам механизм излучения. Если это радиопульсар — нейтронная звезда (его стандартный механизм излучения называется магнито-дипольным излучение), то там излучение не должно появляться. Для гипотетических радиопульсаров белых карликов механизм излучения ещё не разработан, но стандартное магнито-дипольное излучение, в их случае, по-видимому, не проходит».

А что насчёт инопланетян?

Сергей Тюльбашев отмечает, что у найденного космического объекта (и у других, обнаруженных ранее) периоды излучения настолько большие, что для их объяснения необходимо привлекать сверхсильные магнитные поля, природа которых учёным пока непонятна.

Разумеется, в СМИ появилось предположение, что сигнал ASKAP J1935+2148 является посланием внеземной цивилизации. Насколько это вероятно?

«В силу того, что таких объектов несколько и свойства у них более-менее похожие, нет смысла рассматривать гипотезу о внеземных цивилизациях», — уверен Тюльбашев.

Дальнейшие наблюдения за необычным радиосигналом позволят учёным разобраться в этой загадке. И, возможно, им предстоит узнать что-то новое о физике звёзд.

https://aif.ru/society/science/o-chyom-krichit-vselennaya-iz-kosmosa-raz-v-chas-prihodit-strannyy-radiosignal

В 2021 году ионных квантовых компьютеров в России фактически не было. Физики уже умели составлять необходимые для компьютера цепочки из ионов, но в них даже не было полноценных кубитов. Сегодня ученые из ФИАН проводят операции уже на 20-кубитном вычислителе из ионов иттербия и продолжают повышать точность операций. Один из руководителей проекта и лауреат премии «ВЫЗОВ» 2023 года Илья Семериков рассказал N + 1, как устроены эти квантовые компьютеры и есть ли у них какое-то будущее.

Этот материал появился на N + 1 в рамках спецпроекта «Это на будущее», который реализуется при поддержке Национальной премии в области будущих технологий «ВЫЗОВ». В 2023 году премию «ВЫЗОВ» присудили в четырех номинациях: «Перспектива» — за создание ионного квантового процессора, «Инженерное решение» — за технологию создания магнитов из высокотемпературного сверхпроводника, «Прорыв» — за исследования в области создания вычислительных устройств на основе поляритонов и разработку оптического транзистора и «Ученый года» — за открытия, позволившие создать новые подходы для лечения заболеваний мозга. В этом году у премии появилась международная номинация Discovery («Открытие»), которая будет присуждена за важное открытие, повлиявшее на развитие в области науки и технологий. Подача заявок на соискание премии «ВЫЗОВ» 2024 года открыта до 20 мая.

Наша установка устроена довольно традиционно для ионных квантовых компьютеров. Она состоит из нескольких основных блоков.

Квантовый компьютер и ионная ловушка в нем
Илья Семериков

Все начинается с того, что ионы какого-то металла (в нашем случае это иттербий) захватываются в электромагнитную ловушку, которая называется ловушкой Пауля. Мы берем трубочку с металлическим иттербием в глубоком вакууме уровня 10^‑11 миллибар, нагреваем ее — и возникает поток атомов иттербия

Ионная ловушка
Илья Семериков

После этого мы проводим их изотопно-селективную фотоионизацию. Таким образом мы можем использовать естественную изотопную смесь, но выделять из нее и захватывать в ионную ловушку только нужный нам изотоп. Дальше происходит доплеровское охлаждение ионов при помощи довольно большой лазерной системы — трех лазеров и четырех электрооптических модуляторов.

Как работает доплеровское охлаждение?

Если я правильно помню, то смысл доплеровского охлаждения в том, что мы светим на атом лазером с частотой чуть меньше, чем та, на которой он поглощает. Он не может поглотить это излучение просто так, но при движении в сторону лазера из-за эффекта Доплера частота света для атома немного повышается, он поглощает фотон и теряет импульс в этом направлении. И поскольку фотоны переизлучаются одинаково во все стороны, то, если поставим лазеры по всем осям координат, мы сможем полностью затормозить атомы, правильно?

В целом правильно, но с ионами здесь есть заметное отличие от нейтральных атомов: одного лазерного пучка достаточно, и светить им можно почти откуда угодно, и ион через некоторое время все равно охладится. Дело в том, что все его траектории замкнуты и он рано или поздно полетит навстречу пучку.

Это он под действием ловушки так движется?

Да, и за счет этого для охлаждения достаточно одного лазера.

Но вы же говорите, что у вас используются три лазера и еще модуляторы?

Если бы у нас была двухуровневая система, там действительно хватило бы одного лазера, можно было бы просто посветить, и все было бы хорошо. Но у нас система многоуровневая, и проблема заключается в том, что с верхнего уровня, использующегося для охлаждения, распад может произойти не только в основное состояние, но и в другое, долгоживущее, состояние. Для охлаждения ион должен постоянно поглощать и излучать фотоны, и, застревая в этом метастабильном состоянии, он перестает охлаждаться.

Для решения этой проблемы используются лазеры-репамперы, которые из этого метастабильного состояния возвращают его в основное. У нас два таких репампера стоят для возврата ионов с двух разных метастабильных уровней.

Если бы мы работали с четными изотопами иттербия, например 174 или 172, то этого было бы достаточно. Но так как у нашего иттербия-171 спин ядра равен 1/2, у него еще больше таких состояний-ловушек. Чтобы доставать ионы оттуда, приходится еще и модулировать излучение охлаждающего лазера и лазеров-репамперов по фазе при помощи электрооптических модуляторов.

Хорошо. Вот мы поймали ионы, охладили их — что дальше?

Дальше нам нужно охладить их еще сильнее. Ведь в реальности после доплеровского охлаждения ион имеет в среднем около 30 колебательных квантов энергии, или, другими словами, находится примерно на 30-й, а иногда, бывает, и на 100-й ступеньке лестницы колебательных подуровней, возникающей во внешнем потенциале ловушки.

И если мы хотим, чтобы все ионы оказались в основном колебательном состоянии, то есть внизу этой лестницы, нам надо все эти 30 лишних колебательных квантов забрать у иона. Мы их отнимаем по одному или по два. И делаем это при помощи проведения на этих ионах однокубитных операций. Мы берем наш кубитный лазер — это уже пятый, после трех охлаждающих и одного для фотоионизации, — и делаем такой лазерный импульс, частота которого меньше частоты нашего перехода ровно на величину частоты колебаний иона в ловушке...

Но интуитивно кажется, что когда стреляешь лазером по иону и он настроен на частоту разницы между двумя уровнями, то можно поднять электрон на уровень вверх. А как его опустить вниз?

Да, это отдельная история. На самом деле его можно и вниз опустить. Если мы возьмем долгоживущую двухуровневую систему и начнем светить лазером, настроенным в резонанс, то увидим осцилляцию заселенности, так называемую осцилляцию Раби. То есть сначала будет увеличиваться заселенность верхнего состояния, дойдет до единицы, а потом станет падать, дойдет до нуля и так далее. И мы просто светим столько времени, чтобы оно повернулось до нужного нам состояния, что эквивалентно проведению однокубитной операции.

В целом процедура охлаждения до основного колебательного состояния очень важна, потому что она одна из самых длинных. В алгоритме она может занимать 5–7 миллисекунд, притом что одна однокубитная операция занимает около 5 микросекунд. То есть за время такого глубокого охлаждения мы успели бы сделать несколько тысяч операций.

Мы их охладили до основного колебательного состояния. Что после этого?

А дальше мы уже начинаем проводить операции. И тут нужно выбрать, что у нас будет кудитом. При этом здесь важно, чтобы верхнее состояние было долгоживущим, так как главное требование к кубитным состояниям — чтобы они жили долго.

Насколько долго?

Много дольше, чем время проведения алгоритма.

В иттербии мы можем записать кудит либо в квадрупольном оптическом переходе
²S_1/2 F=0 → ²D_3/2 F=2, либо использовать сверхтонкое расщепление ²S_1/2 F=0 → ²S_1/2 F=1 в микроволновом диапазоне. Сейчас мы работаем с оптическим кудитом и используем состояние ²D_3/2, так как у него время жизни в верхнем уровне составляет 53 миллисекунды. У ²D_5/2, например, 11 миллисекунд, и этого уже точно недостаточно.

Энергетические уровни иона иттербия
Илья Семериков

 

Подождите, а какие четыре уровня здесь для кукварта используются?

При приложении магнитного поля состояние ²D_3/2 F=2 за счет эффекта Зеемана распадается на пять подуровней. Кукварт включает три из этих подуровней и основное состояние ²S_1/2 F=0.

Куквартные подуровни иона иттербия
Илья Семериков

У вас есть шесть уровней, которые вы можете использовать: основной (²S_1/2 F=0) и пять возбужденных (²D_3/2 F=2). Почему бы тогда не сделать на них три кубита, а не два?

Для того чтобы сделать три кубита, нужно восемь уровней. Размерность пространства состояний для n кубит — 2ⁿ. Поэтому нам нужно 2ⁿ уровней для описания этого пространства.

Наивное представление состоит в том, что для создания одного кубита нужно два энергетических уровня, и неважно, брать эти уровни из разных атомов или из одного и того же. Почему мы не можем из шести уровней одного атома сделать три независимых кубита по два уровня каждый, которые мы могли бы потом запутать и получить сразу восемь измерений пространства состояний?

Проблема в слове «независимых». Внутри атома разные состояния не являются независимыми, поэтому просто сравнивать общее количество уровней внутри одного атома и в нескольких нельзя. Более того, как мы уже обсуждали, с ростом количества кубитов, которые мы хотим закодировать в один ион, требуемое количество уровней растет экспоненциально.

Поэтому построить большой квантовый компьютер всего на одном атоме вряд ли получится (хотя высказывались предложения делать огромные кудиты, например, на основе молекул, в которых очень много колебательно-вращательных подуровней). А вот увеличить эффективное количество кубитов в имеющихся сегодня мультиионных системах в два-три раза вполне можно, причем без особенного усложнения установок.

Встает вопрос: как кудитами пользоваться при выполнении квантовых алгоритмов, которые почти все написаны для обычной кубитной архитектуры? Тут есть три возможных подхода. Первый — полностью переделать алгоритм, исходя из поддерживаемых данным компьютером типов кудитов и операций с ними. Такие алгоритмы будут наиболее эффективными с точки зрения точности и требуемых ресурсов, однако их еще очень мало, и придется придумывать с нуля.

Второй подход — портировать известные кубитные алгоритмы на кудиты. Мы просто ставим в соответствие каждому из четырех уровней кудита некоторое состояние эквивалентной двухкубитной системы. Дальше можно работать с кудитом как с двухкубитной системой внутри одного иона. Так как в этом случае при создании исходного алгоритма не учитываются особенности кудитов, они будут не такими оптимальными. Но даже такой прямолинейный подход дает свои бонусы.

Двухкубитные операции между несколькими ионами сильно дороже, чем однокубитные. Однокубитная операция у нас сейчас имеет достоверность 99,95 процента, а двухкубитная — от 95 до 97 процентов, то есть ошибка на два порядка выше. Другими словами, это значит, что каждая двухкубитная операция стоит как 100 однокубитных. Поэтому, когда нам присылают алгоритм, мы даже не смотрим, сколько там однокубитных, мы спрашиваем только, сколько в нем двухкубитных операций.

И вот здесь, даже при прямой трансляции кубитных алгоритмов на кудиты, они уже дают выигрыш, потому что в них некоторые двухкубитные операции начинают стоить как однокубитные, поскольку они происходят внутри одного иона. Но некоторые все равно продолжают стоить как честная двухкубитная операция.

Это уже неплохо. Но есть и третий, промежуточный путь: мы можем по-прежнему использовать для основного хранения информации в ионах лишь два уровня, а дополнительные состояния использовать временно, как анциллу. То есть при необходимости «положить» туда состояние, чтобы оно там лежало как в буфере памяти, пока мы выполняем другие операции, а потом мы оттуда его забираем. Получается, что мы продолжаем работать в хорошо изученной кубитной парадигме, но получаем доступ к некоторым дополнительным ресурсам. Иногда это дает существенный выигрыш.

Ионная погоня

Если оценивать квантовый компьютер по количеству кубитов в нем, то в квантовой гонке однозначно лидируют Google и IBM со своими сотнями, а то и тысячами сверхпроводящих кубитов. Но вы говорите, что ионные компьютеры с ними находятся наравне или, может быть, даже превосходят их. А число кубитов в них исчисляется только десятками. Так как лучше измерять производительность и сравнивать друг с другом разные квантовые компьютеры?

Вообще, основная предпосылка квантовых вычислений заключается в том, что размерность пространства состояний, в котором мы работаем, растет с числом кубитов как 2ⁿ, где n — это число кубитов. И если бы размерность пространства, в котором работает, например, компьютер от IBM, была 2¹¹²¹, по числу кубитов в самой большой системе, которая у них сейчас есть, то, скорее всего, было бы уже продемонстрировано какое-то полезное квантовое превосходство. То есть была бы решена какая-то полезная задача принципиально быстрее, чем на классическом компьютере.

Но пока ничего и близко к этому нет. Потому что, чтобы действительно использовать преимущества пространства такой размерности, нужно иметь почти 100-процентную достоверность запутывающих операций и с абсолютной точностью управлять кубитами. Иначе реально большинство состояний из этого пространства вам просто недоступно — номинально есть, а сколь-нибудь детерминистически их создать вы не можете.

При этом компания IBM, как ни странно, сама же и ввела метрику, называемую квантовым объемом, которая более объективно отражает вычислительную мощь компьютера. Про нее можно очень упрощенно сказать, что это размерность пространства, в котором мы реально можем работать. На самом деле там есть конкретный алгоритм, который нужно провести, и объем определяется по результату этого алгоритма. Условно, если вы на n кубитах смогли провести подряд n слоев произвольных двухкубитных операций, где в слое все кубиты делятся на произвольные пары и перепутываются, то вы имеете квантовый объем 2ⁿ. Немного похоже на индекс Хирша. В целом неплохая метрика , хотя и не всеобъемлющая.

Есть и другие метрики. Компания IonQ, например, ввела метрику «алгоритмических кубитов», когда поняла, что они не могут бороться в терминах квантового объема с ионным компьютером компании Honeywell

В конечном счете все эти метрики сводятся к достоверности двухкубитной операции и связности, то есть к тому, между какими парами кубитов можно провести эту двухкубитную операцию. В ионном компьютере ее можно проводить между любыми двумя кубитами, а в сверхпроводящем — только между соседями. Поэтому, если вы хотите перепутать два удаленных сверхпроводящих кубита, вам придется провести запутывающую операцию по цепочке между всеми промежуточными. Пока вы доберетесь до последнего, запутанность частично рассеется, и вы получите ошибку во столько раз больше, сколько дополнительных операций запутывания вам пришлось сделать.

И какой квантовый объем в результате получается у компьютера IBM на тысячу кубитов?

О тысячекубитной системе пока почти ничего не известно, они ее никак не характеризуют. А самое большое число, которое они когда-либо демонстрировали, было получено на системе гораздо меньшей размерности, и оно составляет 2⁹.

А на скольких кубитах было получено это число?

В этом процессоре было всего 27 кубитов, потому что чем меньше ваша система, в том числе и сверхпроводящая, тем проще ее воспроизвести. И люди всегда стараются сделать систему как можно меньше, чтобы на ней получались лучше результаты. Например, Google показывал свое квантовое превосходство на 53-кубитной системе, притом что у них была уже к тому моменту 72-кубитная.

Но если вернуться к сравнению с IBM, то у компании Honeywell квантовый объем составляет 2¹⁹, хотя ионов всего в этой системе 32. То есть и они тоже ограничены достоверностью двухкубитных операций, притом что достоверность этих операций у Honeywell 99,8 процента, у IonQ — в среднем 99,6 процента.

А какая достоверность у вас?

У нас сейчас достоверность двухкубитных операций на разных парах ионов разная: на худшей паре она порядка 90 процентов, на лучшей — порядка 97 процентов. Впрочем, всегда есть некоторый разброс по достоверностям, и еще большой вопрос в том, как это аккуратно мерить, поэтому я бы пока эти результаты назвал скорее заниженными. В среднем у нас сейчас достоверность порядка 95 процентов.

И именно она ограничивает то, какие алгоритмы мы можем проводить. То есть мы, в отличие от IBM, можем прилично сделать порядка десяти двухкубитных операций. Хотя на некоторых алгоритмах, которые не требуют полной запутанности, мы делали и больше — 14 или даже 20 операций.

То есть, если мы ориентируемся на ваши 20 кубит на куквартах, вам сейчас нет смысла наращивать число ионов в ловушке, а нужно повышать качество двухкубитных операций? Как вы это делаете?

Как ни странно, сейчас достоверность наших двухкубитных операций во многом ограничена просто временем когерентности, то есть временем жизни верхнего состояния. Сейчас двухкубитную операцию мы проводим за 500–800 микросекунд, и, если посчитать экспоненту распада, мы получим достоверность проведения 10 двухкубитных операций подряд на уровне от 95 до 98 процентов.

Перед этим мы решили целый набор других проблем, в частности с фазовой чистотой лазера и темпами нагрева. Сейчас мы, похоже, уже добрались просто до времени когерентности.

Что с этим можно делать? Две вещи: первое — уменьшать время двухкубитной операции, второе — использовать для кубитов состояния с бо́льшим временем жизни.

Что значит «уменьшить время операции»? На самом деле это значит более эффективно использовать мощность лазера. Понятно, что если увеличить мощность лазера, то время операции уменьшится, но сильно увеличить ее нельзя по чисто техническим причинам, связанным с деградацией кристаллов акустооптических модуляторов. Но можно делать более эффективные шейпы импульсов, чтобы более эффективно возбуждать и девозбуждать колебания.

Подождите, а какие четыре уровня здесь для кукварта используются?

При приложении магнитного поля состояние ²D_3/2 F=2 за счет эффекта Зеемана распадается на пять подуровней. Кукварт включает три из этих подуровней и основное состояние ²S_1/2 F=0.

Что такое эффективные шейпы? 

А как сделать шейпированные импульсы более эффективными?

Тут придется немножко углубиться в детали. Откуда вообще берутся шейпы? Почему мы светим не квадратным импульсом, а каким-то сложным по времени? Почему у нас временная зависимость для импульса двухкубитной операции такая сложная?

Это связано с тем, что на самом деле у нас не одна колебательная степень свободы, а 20: 10 ионов и две оси в радиальной плоскости ловушки — вот и получается 20. Все эти степени свободы довольно близко расположены по частотам, и если мы пытаемся возбудить одну из этих колебательных мод, то возбуждаем сразу и все остальные, а потом нужно их же все девозбудить обратно в конце операции. Для этого мы делаем импульс не квадратным, а некоторой сложной формы, потому что манипулируем не простым колебанием одного атома, а сложным колебанием всех атомов одновременно.

То есть можно сказать, что повышение эффективности шейпа — это по сути более умелое обращение с этим колебанием всех атомов одновременно?

Ну да. Это требует непростых квантово-механических расчетов, но мы сейчас некоторых успехов в этом добились и чуть сократили время операции.

Вторая история — это перейти от оптического кубита, на котором мы сейчас работаем, к микроволновому, сделанному на переходе ²S_1/2 F=0 → ²S_1/2 F=1. Состояние ²S_1/2 F=1 при приложении магнитного поля расщепляется на три, и в сумме мы получаем четыре уровня, на которых тоже сможем работать с куквартами. Там, правда, не получится сделать еще

анциллы

или алгоритм защиты от магнитного поля, потому что нет дополнительных уровней. Но на самом деле нам это не очень-то и нужно. Чувствительность к магнитному полю для этого перехода меньше, плюс мы можем лучше его заэкранировать, так что проблема защиты решается.

 

 

Электронные переходы для микроволнового кубита
Илья Семериков

 

Для анцилл мы собираемся в будущем использовать 5 верхних уровней, на которых у нас сейчас работает оптический кубит. Для этого потребуется замодулировать излучение кубитного лазера на частоте 12,6 гигагерца, и тогда мы сможем его использовать для управления обеими группами уровней одновременно. Это наше ноу-хау, в мире на универсальных компьютерах никто до сих пор еще не научился так делать.

То есть вы, по сути, хотите, чтобы в одном ионе был и куквартный процессор на четырех нижних уровнях (²S_1/2 F=0 → ²S_1/2 F=1), и кэш для него на оставшихся пяти верхних (²D_3/2 F=2). А какое время жизни у микроволновых уровней ²S_1/2 F=1, на которые вы собираетесь переходить?

Фактически бесконечное. На них экспериментально продемонстрировали время когерентности час. Это вообще самое большое время когерентности, которое когда-либо на чем-либо было продемонстрировано.

Это китайская группа сделала, но у них был несколько синтетический эксперимент, в котором ион специально стабилизировали за счет проведения над ним разных однокубитных операций. Если не стабилизировать его, а просто использовать для вычислений, немного заэкранировав магнитное поле, то вполне можно достигнуть времени в десятки секунд.

Это сильно лучше, чем миллисекунды.

Да, это в тысячу раз больше, чем десятки миллисекунд, и в результате время когерентности нас, скорее всего, перестанет ограничивать.

Кудиты для разложения

Какие алгоритмы вы можете выполнять на таких системах?

Прежде всего, надо понимать, мы сами не алгоритмисты. То есть алгоритмы до какой-то степени, конечно, понимаем, но мы в них не профессионалы. Поэтому честный ответ на вопрос «Какие мы делаем алгоритмы?» — «Те, что дают».

Например, из того, что нам давали в последнее время и над чем мы довольно долго провозились, это алгоритмы разложения числа на простые множители.

А, старый-добрый Шор...

Только не Шор, а Шнорр. Несколько лет назад был предложен алгоритм Шнорра, который изначально вообще был чисто классическим. И якобы благодаря ему шифрование RSA становилось неактуальным, потому что можно было большие числа легко раскладывать на простые множители. Но оказалось, что нет, в этом алгоритме есть узкие места, которые изначально были неочевидны. Сейчас разные группы пытаются его улучшать, предлагая к нему, скажем так, квантовые заплатки.

Одну из таких заплаток мы тестировали — получилось, что алгоритм работает (мы показываем разложение), но для квантового превосходства этой системе не хватает размерности. Если увеличить размерность системы, оно появится, но пока такого компьютера, чтобы настолько увеличить размерность, у нас нет. Тем не менее остается фактом, что мы с помощью этого алгоритма разложили на простые множители число 1591.

Другие классы алгоритмов, которые мы довольно активно запускали, — это алгоритмы машинного обучения, где несколько классических слоев были заменены на квантовые и проводились на квантовом компьютере. Вообще, пока почти все наши алгоритмы, которые имеют какое-то практическое приложение, комбинированные. То есть состоят из большого классического куска и какой-то квантовой части, которая там что-то улучшает.

А какие еще перспективные алгоритмы вам хотелось бы запускать в будущем?

Есть работа, которую мы уже сделали и будем публиковать, — это проведение гейтов Тоффоли

именно в кудитной парадигме с использованием анцилл. И здесь мы видим существенное улучшение достоверности. То есть мы сначала проводим кубитный гейт Тоффоли, а потом делаем кудитный — и на той же самой системе видим очень существенное увеличение достоверности.

А почему такая большая разница между кубитами и кудитами?

Потому что в случае с кудитами мы делаем гораздо меньше двухкубитных операций за счет использования анцилл.

Я думал, что выигрыш идет за счет того, что двухкубитная операция внутри одного иона проходит легче...

Да, внутренние двухкубитные операции стоят как однокубитные, но здесь мы в обоих случаях четыре иона запускали как четыре кубита, но во втором случае один из дополнительных кудитных переходов использовали как анциллу, то есть вспомогательный уровень, куда мы состояние складывали, а потом забирали, и благодаря этому мы уменьшили число двухкубитных операций.

Компьютер из тысячи ионов

IonQ планирует к 2028 году иметь 32 логических, защищенных от ошибок ионных кубита на основе 1024 алгоритмических. Это правда возможно?

Было время, когда мне эти планы казались безумными. Но по мере того, как мы работаем над этой задачей, они мне кажутся все менее безумными.

Мне кажется, что, с одной стороны, в алгоритмах коррекции ошибок будут прорывы. Например, совсем недавно вышла совместная статья Honeywell и Microsoft об алгоритмах коррекции ошибок. Там совсем немного ионов использовали для кодирования кубита, и авторы говорят, что у них одна ошибка на четырнадцать тысяч двухкубитных операций.

Одна ошибка на четырнадцать тысяч... Это, кажется, даже слишком хорошо.

Тем не менее это статья, и статья экспериментальная.

А сколько у них кубитов?

По-моему, у них используются четыре логических кубита. Физических — точно не больше тридцати двух, может быть, даже меньше. Это очень хороший результат.

Даже более чем...

У ребят просто двухкубитная операция очень хорошая. Даже обычные двухкубитные операции у них с достоверностью 99,8 процента. Может, они уже подняли ее до 99,9 процента. Тем не менее мне кажется, что такие уровни — 99,8, 99,9 процента — в целом достижимы, осязаемы. Они не являются чем-то безумным.

С другой стороны, масштабирование самого процессора Honeywell может оказаться сложнее, потому что у него запутывание работает только с парами ионов. Благодаря этому у них получается достигать такой высокой точности. Но за это приходится платить очень сложными ловушками: на один ион там приходится примерно 20–25 контролируемых электродов.

Мне же ближе подход, когда мы работаем с цепочками где-то из 10 ионов. У нас сейчас такая есть, и на самом деле нам больше ионов внутри одной цепочки не надо. Дальше нужно делать несколько цепочек в разных местах. И потом делить эти цепочки пополам, половинки из этих цепочек соединять в третьи ловушки, там их перепутывать, а затем задвигать обратно. Это позволит существенно снизить количество контролирующих электродов: мы ожидаем, что в нашей архитектуре это соотношение останется порядка одного электрода на ион. И при такой архитектуре задача контролировать 1000 ионов выглядит вполне реализуемо.

Докуда реально масштабировать ионные компьютеры в ближайшие лет пять — и по количеству ионов, и по квантовому объему?

Тут важно оговориться, что есть две разные цифры. Одна цифра, под которой я готов подписаться в рамках технического задания, — тут мы обещаем порядка 60 кубит с достоверностью 99 процентов к 2030 году. Это 30 ионов.

А есть видение — то, куда мы стремимся. И то, над чем мы сейчас только начинаем работать. Это так называемые 2,5-мерные ловушки.

 2,5-мерная ионная ловушка. Сверху и снизу — два чипа с электродами, на каждом из которых планарная ионная ловушка Silke Auchter et al., Quantum Science and Technology, 2022

Изначально ловушки были трехмерными, у них четыре стержня располагались вокруг цепочки ионов. Можно эти же четыре электрода расположить на плоскости — это будет планарная ловушка. Honeywell и IonQ, например, используют планарные ловушки, и вообще масштабируемые ловушки почти всегда планарные.

Но с этими планарными ловушками связано много проблем: у них и глубина потенциала меньше, что приводит к потерям ионов, и темпы нагрева выше — за счет того, что ион приходится располагать ближе к поверхности. В связи с этим появилось предложение использовать несколько слоев печатных плат с электродами. Тогда есть электроды сверху, есть электроды снизу, а посередине между этими двумя слоями электродов летают ионы. Такая конструкция получается по архитектуре как планарная, но по свойствам она как бы эквивалентна обычной трехмерной ловушке. У них и с темпами нагрева все получше, и глубины большие.

В итоге у нас две большие ветки. Одна — на 10 ионах научиться делать операцию с достоверностью больше 99 процентов. И вторая ветка — это 2,5-мерные ловушки, которые позволят нам иметь один электрод на каждый из ионов, а там уже просматривается масштабирование на сотни ионов.

Мне кажется, это можно успеть сделать за ближайшие пять лет. Плюс у некоторых наших теоретиков также есть оригинальные идеи по тому, как реализовать коды коррекции ошибок, но это я спойлерить не буду.

Если нам удастся все это собрать, то, я думаю, мы сможем показать машины с квантовым объемом порядка 2⁵⁰ или даже выше — может быть, до 2¹⁰⁰ — на горизонте где-то пять лет при общем числе кубитов порядка тысячи

Какими будут большие квантовые компьютеры?

Мое нынешнее представление о жизни заключается в том, что ионные квантовые компьютеры будут лидировать в эпоху мид-скейла, на масштабах тысяч, десятков тысяч, а может быть, до сотен тысяч кубитов. Мне кажется, что ионные кубиты быстрее всего доберутся до такого масштаба.

Не с точки зрения количества — сверхпроводниковый чип хоть завтра можно напечатать, в нем будет миллион кубит, никаких проблем. Но пока не будет решена проблема времени когерентности, ничего полезного с ним сделать не получится. В этом смысле и тысячу ионов поймать в ловушку — дело нехитрое. Требует некоторых навыков, но мы, например, в линию ловили 200 ионов без проблем. Две ловушки поставил — уже 400 ионов. Но история именно в том, чтобы работать.

Но вот как выглядел бы миллионоионный квантовый компьютер — я себе уже не представляю, поэтому мне кажется, что в лардж-скейле будет какая-то другая технология. То, что меня сейчас привлекает и интересует для лардж-скейла, — это, с одной стороны, спиновые кубиты, потому что они маленькие и у них большое время когерентности. Но пока с ними очень плохо с точки зрения управления, и кажется, что какое-то время пройдет, прежде чем они очухаются.

Есть еще фотонные компьютеры, но там тоже все не так безоблачно. Потому что длина волны света — это сотни нанометров, и я не верю, что кто-нибудь когда-нибудь уйдет в фотонных вычислениях под 100 нанометров. С такими длинами волн уже все оборудование деградирует так, что я бы и 300 нанометров использовать не стал. Но при этом у фотонного компьютера потенциально нет ограничений по размерам, его можно сделать и километр на километр.

Так что вот эти две технологии мне кажутся интересными на лардж-скейле.

Неожиданное пространство для вычислений

А как, по-вашему, будет происходить внедрение квантовых технологий в жизнь?

Мне кажется, что мы немножко привыкли к быстрым результатам. Причем мы привыкли к ним ложно. Мы смотрим на классические компьютеры и видим, что 10 лет назад было сильно хуже, чем сейчас, возможности были сильно меньше. И думаем, что все должно развиваться по этой же кривой.

По экспоненте.

И не просто по экспоненте, а на последних годах этой экспоненты. А то, что классические вычисления развиваются с 1940-х годов, мы немного забываем. Мне кажется, что для квантового комьюнити сейчас правильно не сравнивать себя с нынешними компьютерами, а найти точку по времени, где квантовый компьютер сейчас пересекается с историей классических компьютеров по способности выполнять полезные задачи. Этот вопрос я сам себе задал пару дней назад и пока не знаю ответа, но он мне кажется важным.

Мой вопрос был скорее о том, какая практическая сфера первой почувствует на себе развитие квантовых компьютеров.

Какое-то время назад я на этот вопрос стабильно отвечал, что это химия — через то или иное квантовое моделирование. Но недавно мне пришла в голову такая мысль, что есть же AlphaFold и он тоже дает квазиэкспоненциальное превосходство над классическими вычислениями. Может быть, окажется, что в химии искусственный интеллект будет более продуктивным. Так что, может, химия, а может быть, и что-то другое.

Если первой будет химия, то что вторым?

Ну какие задачи хорошие для квантового компьютера? Когда мало информации на входе, мало информации на выходе и очень сложные вычисления посередине. Это могут быть какие-то логистические задачи, там не очень много точек на входе, простые относительно точки на выходе и экспоненциально сложные алгоритмы посередине.

А вот задачи взламывания RSA, вся эта криптография?

С одной стороны, мы пытаемся раскладывать числа на простые множители. Но с другой стороны, строить квантовый компьютер, чтобы взламывать шифры, — очень странная идея. Ведь квантовый компьютер — это же крайне сложная на уровне науки вещь, сложная с точки зрения фундаментальных основ вычислений.

Хотя это ведь так и работает. Nvidia свои чипы тоже делала для того, чтобы у ребят на компьютере черти быстрее грузились и были бы лучше прорисованы, а оказалось, что это путь к сильному искусственному интеллекту.

Здесь я жду такой же истории. Деньги ведь в это стали вкладывать после появления алгоритма Шора, и какой-то импульс это все получило тоже за счет алгоритма Шора. Но я надеюсь, что этот импульс выведет нас в какое-то неожиданное пространство для вычислений.

Пресс-служба Фонда «Вызов»

https://nplus1.ru/material/2024/05/17/trapped-ion-quantum-computer