СМИ о нас
| 07.07.26 | 02.07.2026 НИА Самара. Самарские ученые экспериментально подтвердили механизм образования канцерогенов при реакциях горения |
Исследователи также установили, при каких условиях вредных веществ образуется больше всего.
Ученые Самарского университета им. Королёва и Самарского филиала Физического института им. Лебедева РАН (СФ ФИАН) в ходе экспериментального исследования подтвердили молекулярный механизм химической эволюции канцерогенов, возникающих при реакциях горения в газотурбинных двигателях. Исследование получило финансовую поддержку в виде гранта Российского научного фонда. Результаты научных изысканий отражены в статье, вышедшей в авторитетном международном журнале Chemistry Europe.
"Научная значимость нашего исследования состоит в том, что мы экспериментально и с большой точностью подтвердили на практике молекулярный механизм зарождения полициклических ароматических углеводородов, являющихся канцерогенами и возникающих в ходе различных реакций горения, например, в камерах сгорания газотурбинных двигателей. Во время работы двигателя происходят тысячи химических реакций, за доли секунды в раскаленном газе образуются и затем исчезают самые разные вещества. Это как ускоренная химическая эволюция, где из простых по своему молекулярному составу веществ образуются более сложные. Разумеется, большинство этих реакций и процессов давно изучены и описаны, но точные химические механизмы, определяющие, как именно образуется то или иное вещество, в ряде случаев до сих пор остаются предметом научных дискуссий и экспериментальных исследований. Нам удалось поймать и зафиксировать самый начальный момент образования молекул нафталина, являющегося канцерогеном, и определить порядок химических событий, предшествующих их образованию", – рассказал Яков Медведков, старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории "Физика и химия горения" Самарского университета им. Королёва и Центра лабораторной астрофизики СФ ФИАН.
В ходе экспериментов ученые подтвердили и уточнили известный химический механизм HACA (Hydrogen Abstraction – Acetylene Addition), при котором образование полициклических ароматических углеводородов происходит путем повторяющегося отщепления атома водорода с последующим добавлением молекулы ацетилена к радикальному участку. Исследования проводились на экспериментальной установке для изучения реакционной динамики и кинетики процессов горения. Установка была разработана и собрана в Самарском университете им. Королёва в рамках мегагранта Правительства РФ "Разработка физически обоснованных моделей горения".
В микрореакторе установки при определенных значениях температуры и давления ученые инициировали химические реакции, продукты которых в виде молекулярного пучка попадали далее в сверхвысоковакуумную камеру и ионизировались вакуумным ультрафиолетовым излучением или УФ-лазером, после чего масс-спектрометр, "поймав" получившиеся ионы, очень точно определял массовый и изомерный состав продуктов, образовавшихся в результате химической реакции. Давление варьировалось от 100 до 600 Торр, а температура стенок микрореактора менялась от 800 до 1200 К. Кроме того, для фотоионизации использовались два различных лазерных метода, а не один, как обычно, – в результате выросла точность определения образовавшихся молекул.
"Полученные нами данные имеют значение не только для фундаментальной науки, но и в прикладном плане для разработки новых, более экологичных двигателей. Например, в ходе нашего исследования мы установили, что образование нафталина при реакциях горения очень чувствительно к температуре и давлению – объемы нафталина растут при более низких температурах и при более высоком давлении в камере сгорания, достигая своего пика в 53% при температуре 800 К и давлении 300 Торр. При росте температуры и снижении давления образование нафталина заметно, буквально в разы, уменьшается", – подчеркнул Яков Медведков.
Автор фото: Анар Мовсумов
| 07.07.26 | 02.07.2026 Интерфакс. Самарские ученые подтвердили механизм образования канцерогенов |
Самара. 2 июля. ИНТЕРФАКС - Ученые Самарского университета имени Королева и Самарского филиала Физического института имени Лебедева РАН (СФ ФИАН) экспериментально подтвердили молекулярный механизм образования канцерогенов при реакциях горения в газотурбинных двигателях, сообщает пресс-служба самарского вуза в четверг.
"Научная значимость нашего исследования состоит в том, что мы экспериментально и с большой точностью подтвердили на практике молекулярный механизм зарождения полициклических ароматических углеводородов, являющихся канцерогенами и возникающих в ходе различных реакций горения. (...)Нам удалось поймать и зафиксировать самый начальный момент образования молекул нафталина, являющегося канцерогеном, и определить порядок химических событий, предшествующих их образованию", - приводятся слова старшего научного сотрудника научно-исследовательской лаборатории "Физика и химия горения" Самарского университета имени Королева и Центра лабораторной астрофизики СФ ФИАН Якова Медведкова.
Ученые смогли уточнить химический механизм НАСА, при котором канцерогены образуются путем повторяющегося отщепления атома водорода с последующим добавлением молекулы ацетилена к радикальному участку.
В результате исследования ученые установили, что образование нафталина при реакциях горения очень чувствительно к температуре и давлению. При низких температурах и высоком давлении в камере сгорания объемы нафталина растут. При этом количество нафталина уменьшается при росте температуры и снижении давления. Ученые рассчитывают, что эти данные могут лечь в основу разработки более экологичных двигателей.
| 07.07.26 | 02.07.2026 ТАСС. Доказана канцерогенность реакций горения в двигателях |
САМАРА, 2 июля. /ТАСС/. Ученые двух организаций из Самары в ходе экспериментов подтвердили механизм образования канцерогенов при реакциях горения в газотурбинных двигателях и установили условия образования наибольшего количества таких веществ. Разработка будет полезной для создания экологичных двигателей, сообщает пресс-служба Самарского университета им. Королева.
"Ученые Самарского университета им. Королева и Самарского филиала Физического института имени Лебедева РАН (СФ ФИАН) в ходе экспериментального исследования подтвердили молекулярный механизм химической эволюции канцерогенов, возникающих при реакциях горения в газотурбинных двигателях", - говорится в сообщении.
Исследования провели на экспериментальной установке для изучения реакционной динамики и кинетики процессов горения, которую разработали и собрали в Самарском университете имени Королева в рамках мегагранта правительства РФ "Разработка физически обоснованных моделей горения". В микрореакторе установки при разных температуре и давлении ученые инициировали химические реакции. Возникающие в результате продукты в виде молекулярного пучка попадали в сверхвысоковакуумную камеру, где их ионизировал ультрафиолетовый лазер. Масс-спектрометр по полученным ионам определял массовый и изомерный состав образовавшихся в результате реакции продуктов. Так ученые подтвердили и уточнили известный химический механизм HACA (Hydrogen Abstraction - Acetylene Addition), при котором образование канцерогенов происходит путем повторяющегося отщепления атома водорода с последующим добавлением молекулы ацетилена к радикальному участку.
Значение работы для науки и экологии
"Научная значимость нашего исследования состоит в том, что мы экспериментально и с большой точностью подтвердили на практике молекулярный механизм зарождения полициклических ароматических углеводородов, являющихся канцерогенами и возникающих в ходе различных реакций горения - например, в камерах сгорания газотурбинных двигателей. Нам удалось поймать и зафиксировать самый начальный момент образования молекул нафталина, являющегося канцерогеном, и определить порядок химических событий, предшествующих их образованию", - рассказал старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории "Физика и химия горения" Самарского университета и Центра лабораторной астрофизики СФ ФИАН Яков Медведков. Он пояснил, что, хотя большинство таких реакций и процессов изучены и описаны, но точные химические механизмы, определяющие, как именно вещества образуются, до сих пор остаются предметом научных дискуссий и экспериментальных исследований.
Ученые считают, что полученные данные, в том числе о зависимости количества образующихся канцерогенов от температуры и давления, могут найти применение при разработке новых, более экологичных двигателей. Исследование получило финансовую поддержку гранта Российского научного фонда. Результаты научных изысканий отражены в статье авторитетного международного журнала Chemistry Europe.
| 07.07.26 | 02.07.2026 Телеграм-канал Самарский университет онлайн. Самарские ученые экспериментально подтвердили механизм образования канцерогенов при реакциях горения |
Ученые Самарского университета им. Королёва и Самарского филиала Физического института им. Лебедева РАН в ходе экспериментального исследования с большой точностью подтвердили на практике молекулярный механизм зарождения полициклических ароматических углеводородов, являющихся канцерогенами и возникающих в ходе различных реакций горения - например, в камерах сгорания газотурбинных двигателей.
Исследование получило финансовую поддержку в виде гранта Российского научного фонда. Результаты научных изысканий отражены в статье, вышедшей в авторитетном международном журнале Chemistry Europe.
«Во время работы двигателя происходят тысячи химических реакций, за доли секунды в раскаленном газе образуются и затем исчезают самые разные вещества. Это как ускоренная химическая эволюция, где из простых по своему молекулярному составу веществ образуются более сложные. Разумеется, большинство этих реакций и процессов давно изучены и описаны, но точные химические механизмы, определяющие, как именно образуется то или иное вещество, в ряде случаев до сих пор остаются предметом научных дискуссий и экспериментальных исследований», - отметил Яков Медведков, старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Физика и химия горения» Самарского университета им. Королёва и Центра лабораторной астрофизики СФ ФИАН.
| 07.07.26 | 02.07.2026 Самарский университет. Самарские ученые экспериментально подтвердили механизм образования канцерогенов при реакциях горения |
Ученые Самарского университета им. Королёва и Самарского филиала Физического института им. Лебедева РАН (СФ ФИАН) в ходе экспериментального исследования подтвердили молекулярный механизм химической эволюции канцерогенов, возникающих при реакциях горения в газотурбинных двигателях. Исследование получило финансовую поддержку в виде гранта Российского научного фонда. Результаты научных изысканий отражены в статье, вышедшей в авторитетном международном журнале Chemistry Europe.
"Научная значимость нашего исследования состоит в том, что мы экспериментально и с большой точностью подтвердили на практике молекулярный механизм зарождения полициклических ароматических углеводородов, являющихся канцерогенами и возникающих в ходе различных реакций горения, например, в камерах сгорания газотурбинных двигателей. Во время работы двигателя происходят тысячи химических реакций, за доли секунды в раскаленном газе образуются и затем исчезают самые разные вещества. Это как ускоренная химическая эволюция, где из простых по своему молекулярному составу веществ образуются более сложные. Разумеется, большинство этих реакций и процессов давно изучены и описаны, но точные химические механизмы, определяющие, как именно образуется то или иное вещество, в ряде случаев до сих пор остаются предметом научных дискуссий и экспериментальных исследований. Нам удалось поймать и зафиксировать самый начальный момент образования молекул нафталина, являющегося канцерогеном, и определить порядок химических событий, предшествующих их образованию", – рассказал Яков Медведков, старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории "Физика и химия горения" Самарского университета им. Королёва и Центра лабораторной астрофизики СФ ФИАН.
В ходе экспериментов ученые подтвердили и уточнили известный химический механизм HACA (Hydrogen Abstraction – Acetylene Addition), при котором образование полициклических ароматических углеводородов происходит путем повторяющегося отщепления атома водорода с последующим добавлением молекулы ацетилена к радикальному участку. Исследования проводились на экспериментальной установке для изучения реакционной динамики и кинетики процессов горения. Установка была разработана и собрана в Самарском университете им. Королёва в рамках мегагранта Правительства РФ "Разработка физически обоснованных моделей горения".
В микрореакторе установки при определенных значениях температуры и давления ученые инициировали химические реакции, продукты которых в виде молекулярного пучка попадали далее в сверхвысоковакуумную камеру и ионизировались вакуумным ультрафиолетовым излучением или УФ-лазером, после чего масс-спектрометр, "поймав" получившиеся ионы, очень точно определял массовый и изомерный состав продуктов, образовавшихся в результате химической реакции. Давление варьировалось от 100 до 600 Торр, а температура стенок микрореактора менялась от 800 до 1200 К. Кроме того, для фотоионизации использовались два различных лазерных метода, а не один, как обычно, – в результате выросла точность определения образовавшихся молекул.
"Полученные нами данные имеют значение не только для фундаментальной науки, но и в прикладном плане для разработки новых, более экологичных двигателей. Например, в ходе нашего исследования мы установили, что образование нафталина при реакциях горения очень чувствительно к температуре и давлению – объемы нафталина растут при более низких температурах и при более высоком давлении в камере сгорания, достигая своего пика в 53% при температуре 800 К и давлении 300 Торр. При росте температуры и снижении давления образование нафталина заметно, буквально в разы, уменьшается", – подчеркнул Яков Медведков.
| 04.09.26 | 30.08.2026 ТРК Новый Век. Российские ученые предложили новый способ прогнозирования магнитных бурь |
Ученые Физического института им. Лебедева РАН предложили концепцию радиотелескопа, который повысит точность прогнозирования магнитных бурь до часа.
Вместо наблюдения за Солнцем он будет отслеживать мерцание квазаров и пульсаров в глубоком космосе, передает «КП».
Когда плазменное облако проходит между Землей и далеким объектом, радиоволны искажаются — это позволяет зафиксировать приближение бури.
Сейчас точность прогноза составляет около семи часов. Метод особенно эффективен для мощных выбросов, летящих прямо на Землю.
Фото: сгенерировано ИИ / ТНВ
| 04.09.26 | 30.08.2026 OaNews. В России разработали новые методы прогнозирования магнитных бурь |
Исследователи Физического института имени Лебедева Российской академии наук выдвинули интересную инициативу: использовать радиотелескопы для наблюдения солнечных плазменных облаков и более точного предсказания магнитных бурь, как сообщает KP.RU. В основе этой идеи лежит наблюдение не за самим Солнцем, а за удалёнными квазарами и пульсарами.
Когда плазменное облако проходит между таким объектом и Землёй, оно искажает поступающие радиоволны, создавая эффект «мерцания», что позволяет отслеживать движение выброса. Руководитель Центра прогнозов космической погоды Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн Российской академии наук Мария Абунина подчеркивает, что данный метод наиболее эффективен для мощных облаков, направленных непосредственно к Земле. В то же время слабые выбросы текущая методика фиксирует менее точно.
На данный момент погрешность прогнозирования может достигать примерно семи часов. По словам Абуниной, сеть радиотелескопов имеет потенциал предоставить дополнительные данные о пространстве между Солнцем и Землёй и особенно будет полезной при наблюдении за крупными выбросами. Для успешного функционирования этой системы необходимо наличие большого количества станций и постоянный мониторинг.
Иногда даже медленно движущееся и на первый взгляд незначительное плазменное облако может вызвать серьёзные возмущения магнитного поля Земли. Это связано с конфигурацией магнитного поля внутри самого облака, которую существующие модели пока не всегда могут точно определить.
https://oane.ws/2026/08/30/v-rossii-razrabotali-novye-metody-prognozirovaniya-magnitnyh-bur.html
| 04.09.26 | 30.08.2026 Аргументы и факты. Российские учёные нашли способ улучшить прогнозы магнитных бурь |
istockphoto.com
Учёные Физического института имени Лебедева Российской академии наук предложили использовать радиотелескопы для наблюдения за солнечными плазменными облаками и более точного прогнозирования магнитных бурь, сообщает KP.RU.
Идея основана на наблюдении не за самим Солнцем, а за далёкими квазарами и пульсарами. Когда плазменное облако проходит между таким объектом и Землёй, оно искажает поступающие радиоволны, создавая эффект «мерцания», по которому можно отслеживать движение выброса.
Руководитель Центра прогнозов космической погоды Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн Российской академии наук Мария Абунина отметила, что метод наиболее точен для мощных облаков, направленных непосредственно к Земле. Слабые выбросы существующая методика пока фиксирует хуже.
Сейчас погрешность прогнозирования может составлять около семи часов. По оценке Абуниной, сеть радиотелескопов способна дать дополнительную информацию о пространстве между Солнцем и Землёй и особенно помочь при наблюдении за крупными выбросами. Для этого станций должно быть много, а мониторинг необходимо вести постоянно.
Иногда даже медленное и на первый взгляд слабое плазменное облако может вызвать сильное возмущение магнитного поля Земли. Причина заключается в конфигурации магнитного поля внутри самого облака, которую существующие модели пока не всегда способны точно определить.
https://aif.ru/society/rossiyskie-uchyonye-nashli-sposob-uluchshit-prognozy-magnitnyh-bur
| 04.09.26 | 27.08.2026 Компьютерра. Новый радиотелескоп ФИАН прогнозирует магнитные бури с точностью до часа |
Сотрудники Физического института имени П.Н. Лебедева РАН разработали проект радиотелескопа, который сможет предсказывать магнитные бури с погрешностью не более часа. Концепцию уже проверили на испытательном стенде, в перспективе систему можно будет масштабировать для еще более частых прогнозов..
Фото: ФИАН
В основе концепции — наблюдение за мерцаниями радиоизлучения далеких космических объектов. Когда этот сигнал проходит через солнечный ветер, плазма вносит в него искажения. По этим изменениям можно не только заметить выбросы солнечной плазмы, но и оценить, с какой скоростью и в каком направлении они движутся.
Телескоп предлагают собирать из отдельных модулей. Каждый такой блок — это 16 крестообразных диполей, напоминающих по форме бабочку. Расчеты показывают: если объединить 64 модуля, установка сможет давать прогноз два-три раза в день. Этого достаточно, чтобы определить время прихода выброса к Земле с погрешностью около часа.
Один тестовый модуль уже испытан в деле. Его эффективная площадь на рабочей частоте 180 мегагерц — 16 квадратных метров, а диапазон приема перекрывает частоты от 120 до 240 мегагерц. Угол обзора такого блока — около 50 градусов в обе стороны от зенита, причем даже на краях зоны чувствительность падает не более чем вдвое.
Система из 128 модулей смогла бы выдавать прогнозы до шести раз в сутки, фактически работая в режиме реального времени. Вариант из 32 блоков, напротив, давал бы лишь одно предсказание в день и не позволял бы отслеживать новые выбросы.
Разработчики видят свою разработку частью систем космической погоды. Точное предупреждение о бурях важно для связи, навигации, энергосетей и спутниковых группировок — всех, кто может пострадать от солнечных вспышек.
С помощью телескопа можно искать новые пульсары — нейтронные звезды с узкими пучками излучения. Они, кстати, пригодятся и для астронавигации. Ученые рассчитывают изучать их поляризацию, периоды вращения, резкие сбои в скорости — так называемые глитчи, а также изменения яркости.
Аппаратура достаточно чувствительна, чтобы замечать транзиенты — вспышки сверхновых, гамма-всплески и другие кратковременные события. Особый интерес у исследователей вызывают долгопериодические транзиенты, которые длятся от нескольких минут до часов. Их природа пока загадка, и новые наблюдения могут помочь ее разгадать.
В перспективе систему предлагают масштабировать: разместить модули в разных регионах планеты. Это позволит уточнять данные, отслеживать выбросы корональной массы и делать прогнозы даже в тех случаях, когда одна из антенн не работает — из-за грозы, радиопомех или отключения электричества.
| 04.09.26 | 27.08.2026 Российская академия наук. Новый радиотелескоп поможет точнее прогнозировать магнитные бури |
Сотрудники Физического института имени П.Н. Лебедева Российской академии наук предложили проект нового радиотелескопа, который позволит прогнозировать магнитные бури на Земле с точностью до часа. Авторы воплотили элементы конструкции в виде испытательного стенда, на котором провели опытные измерения. Описание концепта представлено в журнале «Солнечно-земная физика» (2026, т. 12, №2).
Как объяснили исследователи, идея телескопа основана на наблюдениях за тем, как меняется радиоизлучение далёких источников при прохождении через неоднородности в плазме солнечного ветра. Такие изменения называют межпланетными мерцаниями. По ним можно определить наличие выбросов солнечной плазмы и оценить скорость и направление их движения.
Предложенная конструкция представляет собой распределённую антенну, которую собирают из отдельных модулей. Каждый из них состоит из 16 элементов в виде двух перекрещённых диполей типа «бабочка». Согласно сделанным расчётам, устройство, которое включает в себя 64 модуля, сможет выполнять прогноз не менее двух-трёх раз в день, а ожидаемая точность определения времени прихода солнечного выброса к Земле составит около часа.
Макет антенного модуля 4×4
«Эффективная площадь модуля составляет 16 кв. м на центральной частоте 180 МГц, общая полоса рабочих частот 120–240 МГц. Поле зрения модуля в диапазоне углов ±50° от зенита будет на центральной частоте не менее 400 квадратных градусов при падении чувствительности на краях площадки в два раза», — сообщили исследователи.
Разработчики также рассмотрели конфигурации из 128 и 32 модулей. По их мнению, в первом случае установка сможет выдавать прогнозы 4–6 раз в день и отслеживать новые выбросы, по сути, в реальном времени. Во втором же варианте телескоп будет обновлять прогноз лишь раз в сутки, а отслеживание повторных выбросов с его помощью будет практически невозможным.
Как считают исследователи, новые устройства могут стать частью систем прогнозирования космической погоды и предупреждения магнитных бурь. Такие прогнозы, в частности, важны для защиты систем связи, навигации, энергетической инфраструктуры от последствий сильных магнитных бурь. Также надёжные предсказания солнечной активности помогут управлять рисками для спутниковых группировок на околоземных орбитах.
Кроме того, новые установки будут полезны для изучения объектов дальнего космоса. В частности, ежедневные наблюдения с их помощью помогут находить новые пульсары — быстро вращающиеся нейтронные звёзды, которые испускают направленные потоки электромагнитного излучения. Такие источники используют для астронавигации.
Телескопы помогут, к примеру, изучать поляризацию пульсаров, измерять периоды вращения нейтронных звезд, отслеживать изменения их яркости и искать глитчи — внезапные изменения скорости вращения этих объектов.
Вместе с тем предполагается, что характеристики новых исследовательских комплексов будут достаточны, чтобы изучать транзиенты — источники электромагнитного излучения, которые появляются на небе на ограниченное время. К ним, например, относятся вспышки сверхновых, гамма-всплески и другие кратковременные события во Вселенной.
Отдельно авторы отметили перспективы исследования загадочных долгопериодических транзиентов (с периодами от нескольких минут до нескольких часов). Их природа пока остаётся неизвестной, однако, как ожидают исследователи, новые установки помогут глубже понять суть этих явлений.
По мнению специалистов, в дальнейшем возможно масштабирование системы и размещение её элементов в разных регионах, расположенных в разных точках по долготе. Это повысит точность и надёжность полученных данных. С одной стороны, можно будет более точно отслеживать выбросы корональной массы и коротирующие структуры. С другой стороны, новые пункты позволят делать прогнозирование, при невозможности провести наблюдения в месте расположения антенны, например, из-за помех, связанных с молниевыми разрядами, из-за включение широкополосных передатчиков, из-за отключения электричества.
https://new.ras.ru/press-center/novyy-radioteleskop-pomozhet-tochnee-prognozirovat-magnitnye-buri/
| 13.10.26 | 25.09.2026 Восток-медиа. Квантовые компьютеры обещали изменить мир: почему этого до сих пор не произошло |
В интервью «Росбалту» учёный пояснил, что задача квантового компьютера — не просто выполнять привычные вычисления быстрее. Для некоторых задач он позволяет использовать другие алгоритмы.
«Квантовый компьютер не считает быстрее, он делает меньше шагов для решения той же задачи», — объяснил Семериков.
Но чем больше операций требуется, тем сильнее нынешним устройствам мешают ошибки. Поэтому, по словам физика, компании пока испытывают квантовые вычисления на уменьшенных версиях задач, а не поручают им полноценную работу.
Фото: rosbalt.ru
«На сегодня сложности связаны с уровнем шумов. То есть квантовые системы очень хрупкие», — сказал Семериков.
Учёный полагает, что одним из первых полезных направлений может стать моделирование химических молекул. Когда именно квантовые компьютеры смогут решать такие задачи лучше существующих методов, он не прогнозирует: сначала исследователям предстоит снизить число ошибок и проверить возможности более крупных систем.
| 13.10.26 | 25.09.2026 Проспект Мира. Физик рассказал, когда квантовые компьютеры начнут приносить пользу |
Кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией ФИАН Илья Семериков рассказал «Росбалту», на каком этапе сейчас находятся квантовые компьютеры и что мешает использовать их для реальных задач.
Если упрощать, квантовый компьютер использует для вычислений отдельные атомы или другие квантовые системы. Его преимущество не в том, что он быстрее выполняет каждую операцию: для некоторых задач квантовые алгоритмы позволяют сделать значительно меньше вычислительных шагов, объяснил Семериков.
Пока это преимущество в полной мере использовать не получается. По словам ученого, современные квантовые компьютеры еще не способны решить практическую задачу быстрее классических машин. Главное ограничение — шум и возникающие из-за него ошибки.
Лучшие системы сейчас допускают примерно одну ошибку на 10 тысяч операций. Для сравнения, у классических компьютеров этот показатель несопоставимо ниже. Чтобы квантовые машины начали решать полезные задачи, точность потребуется увеличить еще в сотни или даже сотни тысяч раз.
Одно из возможных решений — квантовая коррекция ошибок, при которой несколько элементов объединяют для более надежной работы одного. Семериков считает, что в ближайшее время ученые могут увидеть такие эксперименты уже на многокубитных системах.
Еще один подход, которым занимается его команда, — использование кудитов. В отличие от привычных кудитов, такие квантовые системы имеют больше двух состояний и позволяют сократить количество необходимых операций. По словам Семерикова, российские исследователи сейчас находятся среди мировых лидеров именно в этой области. При этом объем российской программы квантовых технологий, по его оценке, примерно в 30 раз меньше китайской; сопоставимый разрыв есть и с США.
Квантовая физика — одно из научных направлений красноярского Института физики имени Л. В. Киренского СО РАН. В институте исследуют квантовую макрофизику, наноструктуры, сверхпроводимость, а также квантовую и атомную оптику.
Специалистов для смежных направлений готовят и в СФУ. Например, программа по фотонике и оптоинформатике предусматривает работу с технологиями квантовой электроники и управление сетями квантовых коммуникаций. Среди партнеров университета — Институт физики имени Киренского, красноярское НПП «Радиосвязь» и предприятие «Решетнев» в Железногорске.
Одной из первых сфер, где квантовые вычисления могут оказаться практически полезными, Семериков назвал химию. Такие компьютеры потенциально способны моделировать взаимодействие атомов в достаточно сложных молекулах и тем самым помогать исследовать новые вещества.
Однако конкуренцию квантовым системам здесь уже составляют нейросети и машинное обучение. Поэтому точно предсказать, какие именно задачи первыми перейдут на квантовые компьютеры, пока сложно.
По словам Семерикова, окончательно понять возможности технологии получится только после появления достаточно крупной и устойчивой квантовой машины, на которой можно будет ставить полноценные эксперименты, а не уменьшенные версии реальных задач.
| 13.10.26 | 23.09.2026 Новости Волгограда. Квантовый компьютер России лидирует вопреки бюджетам |
О том, как устроены процессоры нового поколения и за счёт чего российская наука удерживает мировое лидерство в условиях финансового разрыва с Китаем и США, в интервью изданию «Росбалт» рассказал лауреат премии «Вызов», заведующий лабораторией ФИАН Илья Семериков.
Главное заблуждение обывателя — считать квантовый компьютер просто очень быстрым аналогом обычного. На самом деле это принципиально иное устройство. Если классические суперкомпьютеры увеличивают мощность за счёт частоты и параллельных вычислений, то квантовая машина радикально сокращает само количество операций, необходимых для решения задачи. Для расчётов она использует не кремниевые транзисторы, а одиночные атомы и ионы.
Квантовые системы невероятно хрупки и легко разрушаются от взаимодействия с окружающей средой. На сегодняшний день лучшие мировые образцы делают одну ошибку на 10 000 операций (уровень точности 10⁻⁴). Для сравнения: обычный ноутбук ошибается лишь один раз на 10²¹ операций. Из-за этого «шума» квантовые машины пока не способны решать сложные прикладные задачи.
— Сегодня квантовый компьютер не может решить задачу быстрее классического. Никакую. Это связано с ограничениями в области физики. То есть фундаментальных запретов нет. Но на сегодня шумы квантовых компьютеров недостаточно низкие для того, чтобы решать полезные задачи. С другой стороны, уже сейчас начинаются внедрения квантовых компьютеров в различные компании, но на задачах меньшей размерности, — рассказал Илья Семериков.
Почему российские кудиты оказались эффективнее зарубежных. Фото: 1MI
Чтобы технология перевернула мировую экономику, физикам необходимо повысить точность в 100 — 100 000 раз. Путь к этому лежит через квантовую коррекцию ошибок, когда десятки элементов объединяются в одну надежную систему. Физики оптимистичны: за последний год точность систем выросла, и первые успешные эксперименты по полноценной коррекции ожидаются в мире в ближайшее время.
Одно из самых перспективных направлений для квантовых машин — симуляция сложных химических соединений для создания новых лекарств. Однако здесь квантовая физика столкнулась с конкуренцией со стороны искусственного интеллекта. Пока физики борются с шумами, нейросети и машинное обучение уже успешно рассчитывают сложнейшие взаимодействия белков. Кто быстрее решит глобальные химические загадки — большой квантовый компьютер или ИИ — главная интрига научного сообщества.
Самый удивительный факт квантовой гонки — позиции России на мировой арене. Объём финансирования отечественной квантовой программы примерно в 30 раз меньше, чем у Китая. Аналогичный колоссальный разрыв в бюджетах наблюдается и в сравнении с США. В условиях дефицита ресурсов российские учёные сфокусировались на узких, максимально прорывных направлениях. И эта стратегия сработала.
Россия является одним из признанных мировых лидеров в создании многоуровневых кудитных систем, которые могут хранить больше информации, чем мы сейчас можем представит. В отличие от стандартных кубитов, российские ионные процессоры на кудитах способны кодировать и хранить в одном элементе гораздо больше информации. Это инновационное решение позволяет ещё сильнее сократить количество шагов в алгоритмах, обходя проблему шума и приближая эру коммерческого использования технологии.
| 13.10.26 | 23.09.2026 Миксун.фм. От кубитов к кудитам: ученый объяснил, когда квантовые компьютеры станут полезными |
Ученый Илья Семериков — лауреат премии «Вызов», кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией Физического института им. П. Н. Лебедева РАН и внешний исследователь Российского квантового центра — в рамках Международного фестиваля молодежи заявил, что Россия — среди мировых лидеров по кудитам, но массовая эра квантовых компьютеров еще не наступила.
По его словам, сегодня машина для вычислений использует не привычные транзисторы, а отдельные атомы. Но главное его отличие не в скорости, а в количестве шагов.
«Квантовый компьютер не считает быстрее, он делает меньше шагов для решения той же задачи», — подчеркивает Илья Семериков.
Это открывает доступ к принципиально иным алгоритмам, которые невозможно запустить на классических компьютерах.
Отдельная тема — кудиты, многоуровневые квантовые системы. Их использования позволяет заметно снизить число элементарных операций, которые нужно выполнить для реализации алгоритма. Именно в этом направлении Россия, по словам эксперта, входит в число мировых лидеров. Однако практическое применение квантовых компьютеров пока ограничено шумами
«На сегодня квантовые компьютеры ограничены шумами. Они могут сделать не слишком много шагов. Если говорить прямо, недостаточно шагов, чтобы решить любую полезную задачу», — признал ученый.
Лучшие современные системы дают примерно одну ошибку на 10 тысяч операций, тогда как классические компьютеры ошибаются раз на 10 в 21-й степени операций. Для полезных задач нужен уровень погрешности порядка 10 в минус шестой степени — 10 в минус девятой.
Путь к этому понятен — квантовая коррекция ошибок. Объединяя несколько десятков или сотен кубитов в один логический, можно снизить общий уровень ошибок. Прогресс ученые уже наблюдают. Если год назад речь шла о трех девятках достоверности, то сейчас — о четырех. В ближайшее время в мире ожидают экспериментальную коррекцию ошибок на многокубитных системах, и это станет важным шагом.
Первыми полезными задачами, вероятно, станут расчеты в химии. Молекулы состоят из атомов, которые взаимодействуют по законам квантовой механики, — это роднит их с квантовыми процессорами. Алгоритмы обещают моделирование соединений с сотнями и тысячами атомов. Но конкуренцию здесь могут составить нейросети и машинное обучение, уже применяемые для предсказания взаимодействия белков.
Семериков подчеркнул, что сегодня квантовый компьютер не решает быстрее классического ни одну задачу. Внедрения в компаниях носят пилотный характер и касаются задач меньшей размерности. Предсказать конкретные сценарии на 10–20 лет вперед сложно, а история с нейросетями показала, что фундаментальные исследования могут дать практический выход лишь через десятилетия. Настоящий прорыв станет понятен после создания достаточно большого квантового компьютера, на котором начнут ставить натурные эксперименты.
«Чего мы не знаем на сегодня: не помогут ли с этим нейросети раньше, чем квантовый компьютер?», — отмечает эксперт.
Конечно, отдельный момент этого — финансирование российской квантовой программы. Оно примерно в 30 раз меньше, чем объем квантовой программы Китая, похожая ситуация и с США. Поэтому отечественные проекты вынуждены быть более сфокусированными. Тем не менее в области многоуровневых систем у России есть сильные результаты и позиции одних из лидеров. В финале встречи прозвучало предложение через 10–15 лет вернуться к этому разговору, сравнить прогнозы и оценить будущее, которое, как надеются участники, окажется успешным.
| 12.10.26 | 22.09.2026 Инказан.ру. «Мы одни из лидеров»: реально ли создать в России полезный квантовый компьютер |
Основным препятствием на пути к созданию полноценного квантового компьютера остается высокая чувствительность систем к внешнему воздействию. Семериков, который также является заведующим лабораторией ФИАН, отметил, что квантовые системы крайне нестабильны: любое взаимодействие с классической средой вызывает «шум» и ошибки в расчетах.
«На сегодня лучшие квантовые компьютеры делают одну ошибку на 10 000 операций. Казалось бы, всего одна ошибка на 10 000 операций — это очень хорошо. Но классический компьютер делает одну ошибку примерно на 10 в 21-й степени операций», — приводит слова ученого «Росбалт».
Для того чтобы технология начала приносить реальную пользу мировой экономике, точность вычислений необходимо повысить в сотни и тысячи раз — до уровня одной ошибки на миллион или даже миллиард операций.
Несмотря на сложность задачи, физики настроены оптимистично. Семериков подчеркнул, что за последний год точность систем уже выросла в 10 раз — с трех «девяток» после запятой до четырех. Ключ к успеху лежит в технологии квантовой коррекции: объединение нескольких десятков физических кубитов в один логический позволит радикально снизить уровень шума.
По прогнозам эксперта, мировое научное сообщество уже вплотную подошло к этапу экспериментальной коррекции ошибок на многокубитных системах.
Комментируя международную конкуренцию, Семериков признал существенную разницу в бюджетах: российская квантовая программа по объемам финансирования примерно в 30 раз уступает китайской или американской. Однако это вынуждает отечественных ученых искать более эффективные и нестандартные подходы.
«Результаты, которые мы достигаем, и те подходы, которые мы используем, они должны быть более сфокусированными, более целенаправленными. Но мне кажется, что у нас есть интересные результаты как раз в области кудитных систем, многоуровневых систем. И здесь мы, в общем, одни из лидеров в мире на сегодня», — заявил исследователь.
| 12.10.26 | 22.09.2026 56 медиа. Россия делает ставку на кудиты: что тормозит развитие квантовых компьютеров? |
Не быстрее, а эффективнее
Квантовый компьютер использует для вычислений квантовые системы — например, отдельные атомы. При этом его главное отличие от обычного компьютера не в скорости работы.
— Смысл квантового компьютера не в том, чтобы делать быстро шаги, а в том, чтобы делать меньше шагов, — объясняет кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией ФИАН Илья Семериков.
Кудиты — многоуровневые квантовые системы — позволяют дополнительно сократить количество операций, необходимых для выполнения алгоритма. Это особенно важно из-за главной проблемы современных квантовых компьютеров — шума.
Одна ошибка на десять тысяч операций
Сегодня квантовые системы очень чувствительны к окружающей среде. По словам Семерикова, лучшие квантовые компьютеры допускают примерно одну ошибку на десять тысяч операций.
— Казалось бы, всего одна ошибка на 10 000 операций — это очень хорошо. Но классический компьютер делает одну ошибку примерно на 10 в 21 степени операций, — говорит ученый.
Для появления действительно полезных квантовых вычислений уровень ошибок, по его оценке, нужно снизить. Один из способов — квантовая коррекция ошибок. Несколько физических кубитов объединяют в более устойчивую систему, что позволяет значительно снизить вероятность сбоя.
— Путь понятен. Физически возможен. Но это очень большая работа, — отмечает Семериков.
По его словам, в ближайшее время в мире могут появиться первые экспериментальные результаты по коррекции ошибок на многокубитных системах. Такой этап станет важным шагом для всей отрасли.
По словам Семерикова, лучшие квантовые компьютеры допускают примерно одну ошибку на десять тысяч операций. Фото: 1MI
Химия может стать первой сферой применения
Одной из первых областей, где квантовые компьютеры смогут решить реальные задачи, ученый считает химию.
Молекулы состоят из атомов, которые взаимодействуют по законам квантовой механики. Поэтому их моделирование хорошо подходит для квантовых вычислений. В перспективе речь может идти о соединениях, содержащих сотни и тысячи атомов.
Однако у квантовых компьютеров уже появился серьезный конкурент — искусственный интеллект. Нейросети позволяют решать некоторые задачи моделирования химических и биологических систем.
Россия делает ставку на кудиты
Российская квантовая программа значительно уступает по финансированию китайской и американской. Поэтому, считает ученый, российским исследователям приходится концентрироваться на отдельных направлениях.
Одно из них — кудиты. По словам Семерикова, именно в области многоуровневых квантовых систем российские специалисты сегодня входят в число мировых лидеров.
При этом точно сказать, когда начнется массовая эра квантовых компьютеров, пока невозможно. По мнению ученого, реальные возможности технологии станут понятны только после создания достаточно крупных машин и проведения на них практических экспериментов.
— Мы по-настоящему узнаем это после того, как будет построен достаточно большой квантовый компьютер и люди начнут ставить на нем натурные эксперименты, — говорит Семериков.
| 12.10.26 | 22.09.2026 Ньюс-НН. Физик Семериков: Россия входит в число лидеров по квантовым вычислениям |
Заведующий лабораторией Физического института им. П. Н. Лебедева РАН и внешний исследователь Российского квантового центра объяснил суть технологии максимально просто: квантовый компьютер работает с отдельными атомами вместо привычных транзисторов. Главное его преимущество не в скорости, а в подходе к вычислениям.
«Квантовый компьютер не считает быстрее, он делает меньше шагов для решения той же задачи. Использование многоуровневых квантовых систем позволяет еще заметно снизить число элементарных операций, которые нужно выполнить для реализации алгоритма. На сегодня квантовые компьютеры ограничены шумами. Они могут сделать не слишком много шагов. Если говорить прямо, недостаточно шагов, чтобы решить любую полезную задачу», — рассказал «Росбалту» ученый.
Лучшие квантовые компьютеры допускают одну ошибку на 10 тысяч операций, тогда как классические ошибаются раз на число с 21 нулем. Год назад показатель составлял три «девятки» достоверности, сейчас уже четыре. Квантовая коррекция ошибок физически возможна, и путь к нужной точности понятен.
«Квантовые системы очень хрупкие. Достаточно на них внимательно посмотреть, и они развалятся. Они имеют тенденцию взаимодействовать с классическим окружением, и за счет этого уровень шумов в квантовом компьютере очень высокий», — объяснил Семериков.
Первыми полезными задачами для квантовых компьютеров станут расчеты в химии — симуляция сложных молекул. Впрочем, здесь технология конкурирует с нейросетями: Нобелевскую премию 2025 года вручили за программу расчета взаимодействия белков с помощью машинного обучения.
Россия в мировой квантовой гонке занимает особое место. Бюджет отечественной программы примерно в 30 раз меньше, чем у Китая или США, однако в области многоуровневых кудитных систем страна входит в число мировых лидеров.
«Результаты, которые мы достигаем, и те подходы, которые мы используем, они должны быть более сфокусированными, более целенаправленными. Но у нас есть интересные результаты как раз в области кудитных систем, многоуровневых систем. И здесь мы, в общем, одни из лидеров в мире на сегодня», — подытожил физик.
| 24.09.26 | 22.09.2026 Российская академия наук. Члены РАН приняли участие в обсуждении будущего фотоники, оптики и голографии на HOLOEXPO-2026 |
С 8 по 10 сентября 2026 года в Екатеринбурге прошла XXIII Международная конференция по голографии и прикладным оптическим технологиям «Холоэкспо 2026» — ключевое научное событие года в области фотоники, прикладной оптики, голографии и смежных направлений науки и технологий.
Российская академия наук была представлена в пленарных лекциях и секционных заседаниях конференции членами-корреспондентами Андреем Наумовым, Валерием Тучиным, Владимиром Зайцевым и профессором РАН Ильей Вайнштейном.
Ключевые достижения, направления и тенденции развития фотоники и оптических технологий были представлены в пленарных выступлениях членов РАН, а также ведущих учёных России и дружественных стран. Всего было представлено более 140 докладов 200 участниками из 90 организаций, представляющих 20 городов России и дружественные страны.
В ходе торжественной части конференции Андрей Наумов, Владимир Зайцев и Илья Вайнштейн были удостоены медали им. А.А. Лебедева Оптического общества имени Д.С. Рождественского. Награда является признанием выдающегося вклада в развитие оптики, фотоники, и смежных направлений науки и технологий.
Андрей Наумов (Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН, Институт спектроскопии РАН, Московский педагогический государственный университет) представил доклад «Фотоника единичных квантовых излучателей — основа оптической наноскопии и квантовой сенсорики». Валерий Тучин (заведующий кафедрой оптики и биофотоники, профессор, Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского) рассказал об управляемой прозрачности биологических тканей и новых горизонтах биофотоники. Владимир Зайцев (заведующий лабораторией, Институт прикладной физики РАН) доложил о современных тенденциях в развитии мультимодальной оптической когерентной томографии, а Илья Вайнштейн (главный научный сотрудник, Уральский федеральный университет) выступил с докладом «Термостимулированные процессы с участием оптически активных центров в люминесценции оксидных и нитридных наноструктур».
Сотрудники ФИАН на «Холоэкспо 2026»Сотрудники ФИАН на «Холоэкспо 2026»
Конкретные результаты и перспективные разработки были обсуждены на устных и стендовых секционных заседаниях по направлениям: «Дифракционные и градиентные оптические элементы и системы», «Оптика лазерных пучков и структурированного света», «Системы визуализации и отображения информации для AR/VR», «Оптические защитные технологии», «Интегральная фотоника», «Интерферометрия и оптическая метрология», «Квантовые оптические технологии», «Технологии микро и наноструктурирования», «Цифровая голография и методы визуализации», «Современные функциональные оптические материалы», «Биофотоника», «Оптико-цифровые информационные системы и оптические коммуникации», «Новые прикладные оптические технологии», «Нейросетевые технологии в фотонике», «Терагерцовая фотоника».
Конференция HOLOEXPO проходит с 2004 года в разных городах России, ежегодно собирает учёных и инженеров, аспирантов и студентов, экспертов научно-исследовательских институтов и представителей бизнеса на своей площадке для обсуждения вопросов голографии и проблем современной фотоники.
Фото: оргкомитет конференции и пресс-служба ФИАН.
| 12.10.26 | 21.09.2026 ИА Росбалт. Квантовый рывок: Илья Семериков — когда исчезнет шум и РФ обгонит США |
В студии «МАЕР» на МФМ в Екатеринбурге Илья Семериков, лауреат премии «Вызов», объяснил, что такое квантовый компьютер. Почему Россия лидирует в создании многоуровневых кудитов, когда исчезнет фатальный шум вычислений и сколько лет осталось до эры машин, способных перевернуть мировую экономику?
Илья Семериков, кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией Физического института им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАН), внешний исследователь Российского квантового центра (РКЦ), лауреат премии «Вызов».
— Давайте начнём с самого простого. Наша тема сегодня обозначена как «Когда начнётся эра квантовых компьютеров». Для большинства людей это понятие знакомо, но далеко не всем. Особенно люди без физического образования вряд ли представляют, даже на малую толику, что такое квантовый компьютер. Вы можете простыми словами, насколько это возможно, объяснить, что это такое и как он работает?
— Наверное, если говорить для наиболее широкой аудитории, то квантовый компьютер — это устройство, которое вычисляет; это компьютер, а для вычислений он использует одиночные атомы. То есть не транзистор в нашем привычном понимании, не какую-то микросхему, а прямо отдельный атом. Бывают и другие виды квантовых компьютеров, но они тоже работают с квантовыми системами.
Пожалуй, это мы для ясности опустим. Если опять же подытожить, то квантовый компьютер — это компьютер, который работает с отдельными атомами.
Фото: rosbalt.ru
— Вы создаете ионный квантовый процессор с использованием кудитов — систем, которые могут хранить больше информации, чем мы сейчас можем представить. Почему это принципиально важно для будущих вычислений?
— Вообще, квантовые вычисления — довольно сложная история. Квантовый компьютер хорош тем, что он может запускать принципиально другие алгоритмы, которые нельзя запустить на классическом компьютере; соответственно, при этом для некоторых задач эти алгоритмы гораздо более эффективны. Квантовый компьютер не считает быстрее, он делает меньше шагов для решения той же задачи.
И вот использование кудитов, использование многоуровневых квантовых систем позволяет еще заметно снизить число элементарных операций, которые нужно выполнить для реализации алгоритма. Почему это, опять же, важно? Потому что на сегодня квантовые компьютеры ограничены шумами. Они могут сделать не слишком много шагов. Если говорить прямо, недостаточно шагов, чтобы решить любую полезную задачу.
Поэтому использование таких многоуровневых систем приближает на самом деле тот момент, когда квантовому компьютеру будет достаточно шагов для решения практических задач.
Фото: rosbalt.ru
— Мы привыкли к тому, что новый компьютер прежде всего в нашем классическом, обывательском понимании — это тот компьютер, который работает быстрее прежнего компьютера. Квантовый компьютер — это просто следующий этап увеличения скорости или это принципиально новый механизм работы?
— Как я уже и говорил, смысл квантового компьютера не в том, чтобы делать быстро шаги, а в том, чтобы делать меньше шагов.
— А разве это не одно и то же? Чем меньше шагов, тем быстрее.
Конечно, чем меньше шагов, тем меньше времени вы потратите. Но подход современных вычислений, обычных, классических, заключается в том, чтобы как можно быстрее делать шаги или как можно больше за один момент времени.
То есть в классических вычислениях мы или стараемся пробежать быстрее, или делаем параллельно больше шагов, когда используем несколько процессоров. В этом смысле, да, подход квантовых вычислений — это уменьшить число шагов.
— Квантовые компьютеры сейчас — это всё-таки, скажем так, экспериментальная технология или уже реально действующая, которая помогает решать какие-то специально поставленные задачи?
— Сегодня квантовый компьютер не может решить задачу быстрее классического. Никакую. Это связано с ограничениями в области физики. То есть фундаментальных запретов нет. Но на сегодня шумы квантовых компьютеров недостаточно низкие для того, чтобы решать полезные задачи. С другой стороны, уже сейчас начинаются внедрения квантовых компьютеров в различные компании, но на задачах меньшей размерности.
Например, в компании есть задача перемножить два десятизначных числа. Вместо того чтобы перемножать десятизначные числа, перемножаются, например, трёхзначные числа. Для того чтобы адаптировать вообще процесс квантовых вычислений к бизнес-логике. То есть узнать, например, что компании нужно не что-то, а именно перемножение двух чисел, что эта задача хорошо портируется на квантовый компьютер и так далее.
То есть такие внедрения уже есть, но это внедрение пилотное. А с другой стороны, в мире есть три-пять компаний, которые занимаются квантовыми вычислениями и капитализация которых превышает $1 млрд каждая.
Фото: rosbalt.ru
— Вот одна из областей, насколько я знаю, где уже демонстрировались возможности квантовых процессоров, — это химия. Какие задачи квантовый компьютер может решать именно здесь?
— Вообще, да, задачи химии, по-видимому, будут первыми полезными задачами, которые сможет решать квантовый компьютер. Это связано с тем, что химические молекулы состоят из отдельных атомов, которые взаимодействуют друг с другом по законам квантовой механики. Похоже на то, что происходит и в квантовом компьютере: отдельные атомы взаимодействуют друг с другом по законам квантовой механики.
Есть действительно алгоритмы, которые обещают нам, что мы сможем симулировать сложные химические молекулы, относительно сложные, с сотнями, может быть, тысячами атомов в молекуле. Это не самые большие молекулы, то есть бывают молекулы в миллионы и миллионы атомов. Тем не менее даже такие среднемолекулярные соединения востребованы в химии.
Чего мы не знаем на сегодня: не помогут ли с этим нейросети раньше, чем квантовый компьютер? Например, Нобелевская премия прошлого года была дана за программу, которая позволяет рассчитывать взаимодействие белков. И делает это при помощи нейросетей и машинного обучения. И здесь есть некоторая конкуренция.
Фото: rosbalt.ru
— Давайте с вами немного пофантазируем, перенесемся в будущее. Представим, что прошло 10–15–20 лет, и квантовые компьютеры продвинулись, стали мощными и стали решать какие-то задачи. Какие это должны быть задачи? Какие он уже сможет решать задачи?
— Опыт наш жизненный показывает, что эти предсказания обычно плохо работают, потому что еще в семидесятые-восьмидесятые, да и даже в начале девяностых годов, отношение, например, к нейросетям было очень скептическое. То есть люди говорили: «Ну, это фундаментальная наука, пусть занимаются. Никакого практического выхода в этом нет». Спустя 30–40 лет мы увидели выход. С квантовыми компьютерами, я боюсь, будет похожая история в том смысле, что на сегодня квантовые компьютеры маленькие, и программирование ведется как бы на бумажке, на листочке, фактически.
То есть мы не можем поставить эксперимент по решению полезной задачи на квантовом компьютере. Это не значит, что мы не можем ничего посчитать на квантовом компьютере: можем, как я уже говорил, но это будет задача меньшей размерности. Поэтому мне кажется, что мы по-настоящему узнаем это после того, как будет построен достаточно большой квантовый компьютер и люди начнут ставить на нём натурные эксперименты. То есть запускать на нём задачки и смотреть, как это работает.
— А в чём проблема построить большой квантовый компьютер? С чем связаны сложности?
— На сегодня сложности связаны с уровнем шумов. То есть квантовые системы очень хрупкие. Достаточно на них внимательно посмотреть, и они развалятся (смеется).
Ну, на самом деле, они имеют тенденцию взаимодействовать с классическим окружением. И за счёт этого уровень шумов в квантовом компьютере очень высокий. То есть на сегодня лучшие квантовые компьютеры делают одну ошибку на 10 000 операций.
Казалось бы, всего одна ошибка на 10 000 операций — это очень хорошо. Но классический компьютер делает одну ошибку примерно на 10 в 21-й степени операций. То есть это число с 21 нулем. То есть квантовые компьютеры гораздо более шумные, чем классические.
Точка, где, наверное, появятся полезные решения, — это где-то уровень ошибки на уровне 10 в минус 6-й, может быть, 10 в минус 9-й степени.
Сейчас четвертая, нужна шестая или девятая, да? То есть это либо в сто раз, либо в 100 000 раз лучше, чем сейчас.
Но почему есть некоторый оптимизм в этом месте? Потому что, во-первых, возможна квантовая коррекция ошибок. То есть можно, используя несколько кубитов, как один, понизить ошибку каждого входящего. И вот те четыре девятки достоверности, которые есть сегодня, позволяют при использовании разумного числа кубитов — нескольких десятков, может быть, ста — опустить ошибку как раз на тот уровень, десять в минус девятой (степени), может, даже десять в минус двенадцатой.
То есть путь понятен. Физически возможен. Но это очень большая работа. С другой стороны, год назад было три девятки, да? Сейчас уже четыре девятки. Но вот сейчас, я думаю: в ближайшее время мы уже увидим экспериментальную коррекцию ошибок на многокубитных системах во всем мире. И это будет важный шаг.
— Сейчас квантовые технологии конкурируют крупнейшие научные центры всего мира. России есть чем похвастаться и чем удивить другие страны? Или мы находимся примерно на одинаковых уровнях?
— Ну, скажем так, объём вообще российской квантовой программы примерно в 30 раз по деньгам меньше, чем объём квантовой программы Китая, например. С США похожая история. Поэтому результаты, которые мы достигаем, и те подходы, которые мы используем, они должны быть более сфокусированными, более целенаправленными. Но мне кажется, что у нас есть интересные результаты как раз в области кудитных систем, многоуровневых систем. И здесь мы, в общем, одни из лидеров в мире на сегодня.
— Отлично, Илья. Я тогда предлагаю нам с вами встретиться через 10—15 лет, вспомнить, о чём мы с вами говорили 10—15 лет назад, посмеяться над всеми нашими предположениями и восхититься будущим, в котором, я надеюсь, хорошем мы все будем жить. Спасибо большое вам.
Интервью записано на Междунароном фестивале молодёжи в рамках серии научно-популярных лекций — проекта Фонда развития научно-культурных связей «Вызов», который реализуется при поддержке Фонда президентских грантов.
| 09.10.26 | 18.09.2026 Наука Mail. Первый советский лазер прожигал сталь: что показывали будущему министру обороны |
Для запуска лазера требовался рубин с подходящим содержанием хрома и высоким оптическим качеством
Источник: Unsplash.com
Американский рубин попал к советским физикам «по шпионской линии» — так об этом рассказывали сами участники. Подробностей они не раскрывали. Кристалл испытали в лазере и получили примерно те же результаты, что с отечественными образцами. Собственные рубины к этому времени тоже работали, хотя подходящий материал удалось найти далеко не сразу.
Кто и когда создал первый лазер
Создание первых лазеров объединило исследования квантовых генераторов и знания о свечении веществ
Источник: Соцсети
В начале лазерной истории встретились две научные специальности. Радиофизики изучали, как получать усиленное излучение от атомов и молекул, а специалисты по люминесценции знали, как вещества поглощают и испускают свет.
Николай Басов и Александр Прохоров занимались квантовыми генераторами. Первые такие устройства, мазеры, работали в микроволновом диапазоне. Следующей целью стал свет. В 1960 году американец Теодор Мейман построил действующий лазер на искусственном рубине. В ФИАНе Басов привлек к работе Михаила Галанина, Александра Леонтовича и Зою Чижикову из лаборатории люминесценции. Весной следующего года установка была собрана. Но наличие ламп, оптики и рубина еще не гарантировало появления лазерного излучения.
Кто создавал первый лазер в СССР: участники и их вклад
Михаил Галанин, Александр Леонтович и Зоя Чижикова добились запуска первого рубинового лазера ФИАНа
Источник: ФИАН
За пределами ФИАНа решали свою часть задачи: готовили кристаллы. Этой работой в отделе Александра Бебчука в специальном конструкторском бюро руководила Юлия Соловьева, незадолго до того окончившая физфак МГУ. Кристаллами она увлеклась еще школьницей. Прочитав книгу об их росте, вечерами готовила растворы и наблюдала, как в них появляются кристаллы. Теперь требовалось подобрать материал для прибора, подробностей устройства которого советским исследователям поначалу не хватало. Соловьева вспоминала, что в сентябре ее группа подготовила десять рубиновых элементов с разной концентрацией примеси и ориентацией кристалла. Их передали группе Галанина. Позднее Леонтович позвонил:
На четырех образцах удалось получить генерацию
Часть рубинов из другого учреждения не заработала. По воспоминаниям экспериментаторов, мешали неподходящее содержание хрома и плохое оптическое качество. Внешне похожие камни могли совершенно по-разному вести себя в установке.
Как рубин превращал вспышку лампы в лазерный луч
Лазерная генерация начинается, когда усиление света в активной среде превышает его потери
Источник: Elizabeth Pasatembou/Imperial College
Рабочей примесью в рубине служат ионы хрома. Они поглощают энергию света и переходят в возбужденное состояние. В лазере кристалл освещают мощной вспышкой: такой способ передачи энергии называют оптической накачкой.
Дальше используется вынужденное излучение: подходящий фотон может вызвать испускание еще одного фотона возбужденным ионом. Новый фотон имеет ту же частоту и направление распространения, а его колебания согласованы с исходным. При достаточном числе возбужденных ионов свет усиливается.
Зеркала возвращают свет через кристалл, позволяя многократно набирать усиление. Часть излучения выходит наружу. Чтобы генерация началась, усиление должно перекрыть потери: например, рассеяние на дефектах кристалла. Поэтому качество рубина и обработки его поверхностей напрямую влияло на успех опыта.
Энергия луча поступает от внешнего источника, питающего лампы. Лазер позволяет собрать часть этой энергии в направленное излучение, которое можно сфокусировать на маленьком участке. Там поглощенный свет нагревает материал — при достаточной интенсивности вплоть до его разрушения.
Как советские физики прожигали стальные лезвия лазером
Сфокусированным лучом лазера физики прожигали бритвенные лезвия — этот опыт показали и будущему министру обороны Дмитрию Устинову
Источник: ФИАН
18 сентября 1961 года группа ФИАНа получила лазерную генерацию. Постепенно экспериментаторы добились энергии, которой хватало, чтобы прожигать стальные бритвенные лезвия сфокусированным лучом.
По воспоминаниям Леонтовича и Чижиковой, посмотреть на установку приходили коллеги и высокие гости. Однажды Басов привел Дмитрия Устинова — тогда заместителя председателя Совета министров СССР, будущего министра обороны. Ему продемонстрировали прожигание бритвы. Но с публикацией создатели прибора решили подождать. По воспоминаниям участников, Галанин хотел сначала выполнить с лазером научную работу. В 1962 году вышла статья группы о согласованности световых колебаний и направленности излучения рубинового генератора.
Что стало с создателями лазерной техники
Работы Басова, Прохорова и Таунса заложили основы лазерной техники и принесли им Нобелевскую премию по физике
Источник: Соцсети
В 1964 году Басов, Прохоров и американский физик Чарльз Таунс получили Нобелевскую премию за фундаментальные работы по квантовой электронике, приведшие к созданию мазеров и лазеров. Эта награда отмечала основы целого направления. Сборка конкретных приборов потребовала труда многих других физиков, инженеров и специалистов по кристаллам.
Соловьева продолжила работать с лазерными материалами, затем занималась оптическими приборами для космических комплексов. После выхода на пенсию переключилась на исторические исследования: к 2010 году написала и издала около сорока книг. А в начале этой карьеры спрос на рубины был таким, что ее коллектив выдавал кристаллы другим организациям буквально на день — показать работающий лазер.
Ранее Наука Mail рассказала о российской разработке, позволяющей усиливать несколько световых каналов в одном кристалле.
