http://93.174.130.82/digest/showdnews.aspx?id=c8fd4ef0-5e44-45d5-8933-e50fe64ac7c7&print=1© 2024 Российская академия наук
Ректор МГТУ имени Баумана Анатолий Александров рассказал, что мы не только догнали, но и перегнали Запад квантовых вычислений.
Ректор Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана Анатолий Александров рассказал «Вечерней Москве» о научной сенсации.
Мировая наука сегодня стоит на пороге новой научно-технической революции — создания квантовых компьютеров. Они откроют практически неограниченные возможности по мгновенной обработке информации, моделированию новых материалов, расчету процессов, связанных с новыми прорывными технологиями, созданию и исследованию новейшего поколения лекарств, расчету сложных теплофизических процессов, которые позволят сконструировать двигатели нового поколения.
Поэтому между промышленно развитыми государствами сегодня идет стратегическая цифровая гонка, по всему миру анонсируются крупнейшие проекты стоимостью десятки миллиардов долларов. Огромные деньги выделяются в России, США, Китае, Великобритании как на государственном уровне, так и со стороны крупнейших частных компаний.
Месяц назад исследователи Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана объявили о том, что им удалось создать комплекс конкурентоспособных квантовых технологий и достичь научных результатов, которые демонстрируют лучшие мировые научные центры и корпорации, раньше нас занявшиеся этой тематикой. Как сообщалось на официальном сайте МГТУ, в России созданы кубиты для квантового компьютера, которые по параметрам не уступают образцам Microsoft, IBM, Google и Intel.
В ходе беседы корреспондента «Вечерней Москвы» с ректором Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана Анатолием Александровым выяснилось, что мы не только догнали, но и перегнали западных ученых и конструкторов в сфере квантовых вычислений.
«Квантовый ликбез»
Перспективная вычислительная машина будущего будет оперировать не привычными битами, а кубитами — особыми квантовыми разрядами, выстраиваемыми в квантовый регистр. Кубит — это информационная парадигма, которая способна одновременно находиться в нескольких состояниях. Если для бита это либо 0, либо 1, то для кубита возможна суперпозиция этих состояний.
Сверхпроводниковые кубиты могут быть изготовлены методами современной микро- или наноэлектроники. Это означает возможность быстрого масштабирования сверхпроводниковых квантовых схем и массовый выпуск квантовых процессоров.
Сенсация? Да!
— Анатолий Александрович, как исследователям МГТУ удалось догнать коллег из стран Запада?
— Сегодня в научном мире только ленивый не говорит о квантовых вычислениях. Мы тоже стали этим заниматься очень серьезно. В этой отрасли науки есть свои «законодатели» — ряд иностранных компаний. Одна из главных задач для ученых из всех стран — добиться как можно более «долгой жизни» для кубитов. Их существование, увы, недолгое сегодня. Если удастся эту «жизнь» продлить, то можно будет реально делать квантовые вычисления. Заявленное Microsoft достижение — 50 микросекунд. В мае 2019 года исследователи МГТУ совместно с коллегами из ВНИИА (Всероссийского научно-исследовательского института автоматики имени Н.Л. Духова, ведущей научно-исследовательской организации Государственной корпорации по атомной энергии «Росатом» — прим. «ВМ») достигли этого уровня. А буквально несколько дней назад нам удалось увеличить срок стабильной «жизни» кубита до 70 микросекунд.
— Это научная сенсация?
— Да. Прежде мы заявляли пока о 50 микросекундах. О 70 вам первому говорю. Наша научная молодежь, работающая в этом направлении научного поиска, научилась уверенно держать эти 70 микросекунд. И это серьезно.
Успех достигнут в решении многих научных задач, включая технологию изготовления кристаллов квантовых процессоров, базового модуля квантового компьютера на базе криостата растворения, специальных систем фильтрации, сложнейшего экранирования и сверхвысокочастотной электроники. Также созданы необходимые блоки управляющей электроники и программного обеспечения.
— Есть шанс обогнать конкурентов?
— Трудно. Возможно, завтра и наши западные коллеги объявят о достижении такого же результата — 70 микросекунд. Но уже сам по себе хороший результат заключается в том, что российские ученые идут наравне со всем научным миром, что мы находимся на передовой научно-технического прогресса. И мы понимаем, куда и как двигаться дальше.
Что для меня лично еще ценно особенно. Руководителю нашего занимающегося квантовыми вычислениями центра 33 года. С ним сотрудничают академики, а работают мальчишки в возрасте до 25 лет, только-только окончившие наш университет. Но они специалисты, каких мало.
В России выросла великолепная научная «шпана» — дерзкая, талантливая и чрезвычайно работоспособная. Разговариваю с сотрудником лаборатории, ему 24 года, он готовит кандидатскую диссертацию. Спрашиваю, сколько ему нужно для этого публикаций в научных изданиях. Отвечает: три. А у тебя сколько? А у него в самых престижных источниках уже 23 статьи!
Таких молодых исследователей активно пытаются переманить на Запад, но они понимают, что интересно — в России, что самые большие задачи сегодня здесь!
Приоритет технологиям двойного назначения
— Какие еще направления исследований вы считаете приоритетными?
— В МГТУ имени Баумана создано 22 уникальных инженерных центра. Они занимаются фотоникой, плазмой, сваркой, интеллектуальными системами, робототехникой и многими другими направлениями. Круг наших интересов — от станков до дальнего космоса.
Вообще мы очень политехнический университет, у нас много направлений, мы занимаемся многим. Я вот как скажу: знания, какими бы высокими они не были, станут технологией только тогда, когда приходит инженер. Например, пониманием того, как устроен мир, как устроено ядерное ядро, где там черные и «нечерные» дыры, занимаются физики из уважаемых научных организаций — из Курчатовского института, Физтеха и других, а вот конструировать ядерные реакторы могут только выпускники Бауманки.
Мы — разработчики, это самая трудная инженерная профессия. Наши интересы лежат от оптики до поршневого двигателестроения. То есть полный комплекс инженерного дела. Есть у нас области, где мы более продвинутые, например, главный центр «Композиты России», где мы объединили всех разработчиков и производителей страны. Это очень важно сегодня, потому что по композитам мы не дотягиваем до мирового уровня и нам надо срочно наверстывать, догонять.
— Ваш университет давно называют «ракетным колледжем на Яузе». Что вы делаете в интересах обороны страны?
— Действительно, традиционно МГТУ — лидер в решении задач авиации, создании ракетной техники, радиоэлектроники. Все это востребовано Вооруженными силами страны. И мы в главном оборонно-космическом университете России из кожи выползем, но сделаем все, что необходимо армии. Часть из наших разработок в этой сфере бауманцы продемонстрировали недавно на Международном военно-техническом форуме «Армия-2019». В целом мы ведем много конструкторских работ в интересах Минобороны России. Многие системы вооружения потом поступают на снабжение Вооруженных сил.
— Что, на ваш взгляд, в этом направлении деятельности наиболее важно сегодня?
— Надо отметить стратегическую комплексную задачу двойного назначения. Есть поручение президента страны нашему университету по разработке особо сложной высокотехнологичной техники для использования в Арктике.
Одна из важнейших задач здесь — мы должны надежно охранять свои контуры. Любой объект на Крайнем Севере требует защиты. Все больше разговоров о том, что Арктика должна принадлежать всему миру. Это вещь хорошая, мы хотим, чтобы все человечество пользовалось результатами экономической деятельности в арктическом регионе. Но, извините, это наша земля, мы будем ее оберегать. Здесь важно постоянно видеть, что происходит на наших военных и гражданских объектах, разбросанных по огромной территории, оперативно получать информацию. Охрана по периметру, передача данных — здесь много работы для наших специалистов по фотонике, оптике, ультразвуковой технике.
— Есть уже какие-либо практические результаты в создании арктической техники?
— Мы заканчиваем создание уникального робота, который будет укладывать кабели связи и другие протяженные специальные изделия по дну Северного Ледовитого океана. Для России протянуть на многие тысячи километров кабель волоконно-оптической связи в Арктике — стратегическая задача, сверхзадача. Это касается и гражданской сферы, и решения задач обороны.
Этот робот — огромное устройство, таких еще в России не конструировали. Он оснащен специальными фрезами, может укладывать кабель, закрывать его. Мы понимаем, что подобные линии коммуникаций будут очень интересовать и наших друзей, и наших недругов.
— В какой степени готовности «изделие» находится?
— Пока готов его макет. В следующем году мы заканчиваем разработку и приступаем к испытаниям. Одновременно в МГТУ разрабатываются и системы, обеспечивающие весь комплекс работ по применению робота для работы в зоне Северного морского пути: оборудование для судна-носителя, различные механизмы и контрольно-измерительные приборы.
— Что еще готовят ученые и инженеры МГТУ для освоения Арктического региона?
— Для использования на Крайнем Севере нашими учеными разрабатывается мобильный автономный комплекс средств наземной авиационной инфраструктуры. Там применяются ряд инновационных технологий. Аэродромные покрытия для всех типов самолетов в Арктике будут создаваться путем модификации, упрочнения снежной поверхности или льда армирующими элементами из природных и искусственных материалов. Радиолокационные средства, системы управления, автономные источники электропитания, светосигнальное и осветительное оборудование будут перебазироваться в контейнерах. Подобные аэродромы, безусловно, оценят и наше Минобороны, и все государственные и частные структуры, работающие в Арктике.
Еще наши исследователи занимаются проблемами биомедицины для работающих в Арктике. Это, например, интеллектуальные системы, позволяющие делать диагностику на расстоянии. Вместе с коллегами из Роскосмоса и Физтеха готовим аппаратуру для космических наблюдений — там же другие орбиты на Севере. И многим еще занимаемся в рамках межведомственной комплексной целевой программы «Арктические технологии».
Задание на завтра
— Анатолий Александрович, какие перспективные направления исследований на будущее вы бы выделили в первую очередь?
— У нас очень серьезные подвижки в фотонике. Речь идет о наноплазмонике и вообще о нанотехнологиях. Это непаханое поле — очень трудная отрасль. Во-первых, там очень сложное и очень дорогое оборудование. В наноцентре МГТУ есть установки, подобных которым в России больше нет.
Но не это самое ценное в лабораториях МГТУ имени Баумана. Самое ценное — те молодые люди, которые могут на этом оборудовании работать. И это тоже не сразу появляется, это дорогого стоит.
Я горжусь тем, что молодежь вернулась в наши инженерные лаборатории. Это говорит о том, что у России есть будущее. Мы поотстали в 1990-х, в 2000-х пытались наверстывать и во многом наверстали, а сейчас перед нами стоят очень крутые и серьезнейшие задачи. Мы обязательно их выполним.
ВИЗИТНАЯ КАРТОЧКА
Анатолий Александрович Александров — ректор МГТУ имени Н.Э. Баумана, лауреат премий правительства РФ в области науки и техники, а также в области образования, профессор, доктор технических наук.
Родился 7 апреля 1951 года в городе Изяславе в семье военнослужащего. Выпускник Бауманки, где прошел путь от инженера кафедры до директора опытного завода. С апреля 2010 года ректор МГТУ им. Н.Э. Баумана. 9 апреля 2015 года избран ректором вуза на второй срок.
Автор более 80 научных работ в области теории рисков, механики разрушения, промышленной безопасности и эксплуатации опасных производственных объектов, в числе которых — два патента и четыре монографии.
Помимо основной деятельности на посту ведущего технического вуза страны Анатолий Александров ведет большую общественную работу. Он — президент Ассоциации технических университетов, член Совета при президенте РФ по науке, технологиям и образованию, член совета директоров фонда «Сколково», член экспертного совета Военно-промышленной комиссии при правительстве РФ.
СПРАВКА
Сегодня Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана ведет подготовку по более чем 70 специальностям. За время существования университета в нем подготовлено свыше 200000 высококвалифицированных инженеров.
В МГТУ работают более 3000 преподавателей, среди них более 340 профессоров, докторов наук, 1700 доцентов, кандидатов наук. Более 150 сотрудников вуза — лауреаты Ленинской и Государственных премий, премий президента Российской Федерации.
Запомните эту аббревиатуру: НОЦ ФМН
Проект «Создание технологии обработки информации на основе сверхпроводящих кубитов» выполняется Научно-образовательным центром «Функциональные микро и наносистемы» (НОЦ ФМН). На базе совместного НОЦ работают инженеры и ученые МГТУ имени Н.Э. Баумана и ФГУП «ВНИИА» ГК «Росатом» в кооперации с учеными ИФТТ РАН, МИСиС, МФТИ, РКЦ и НГТУ.
НОЦ ФМН обеспечивает реализацию передовых практических исследований в области элементной базы на новых физических принципах, нанофотоники и оптики, биоаналитических платформ типа «лаборатория на чипе», систем рекуперации энергии на базе МЭМС (микроэлектромеханические системы) и тонкопленочных технологий. Исследования в центре выполняются с использованием комплексов оборудования, объединенных в единый технологический кластер, а также на оборудовании, приобретаемом в рамках развивающегося промышленного консорциума.