سيتم إطلاق أول خط اتصالات كمي في منطقة الأورال بمدينة تشيليابينسك. ماذا سيمنح هذا لمنطقتنا ، وكيف سيؤثر على الاقتصاد وحياة الناس؟ نوقش هذا في المدرسة الدولية VI لتقنيات الكم ، التي عقدت الأسبوع الماضي في منطقة تشيليابينسك بدعم من جامعة جنوب الأورال الحكومية.
في العام الماضي ، فازت جامعة جنوب الأورال الحكومية بمسابقة مرموقة وحصلت على منحة ضخمة من حكومة روسيا الأتحادية بقيمة 90 مليون روبل لمشروع «هندسة حالة الضوء للحوسبة الكمومية وأجهزة الاستشعار». للترويج لها في الجامعة ، جنبًا إلى جنب مع مركز تقنيات الكم في جامعة موسكو الحكومية ، تم إنشاء اتحاد علمي وتعليمي. تم بالفعل إنشاء مختبر تجريبي فريد من نوعه على مستوى عالمي «هندسة الكم للضوء» في تشيليابينسك باستخدام أموال المنح الضخمة. ربما ستساعد هذه الدراسات في تقريب عملية إنشاء كمبيوتر كمي للمستقبل.
من جانب جامعة جنوب الأورال الحكومية ، يشرف على المختبر الجديد أستاذ قسم فيزياء أنظمة النانو ، دكتور في العلوم الفيزيائية والرياضية سيرجي بودوشيدوف. ويرأسها رئيس مركز تقنيات الكم في جامعة موسكو الحكومية ، دكتور في العلوم الفيزيائية والرياضيات سيرجي كوليك.
وفقًا له ، يعد الكمبيوتر الكمومي اليوم - مجرد فكرة ، لكن النماذج الأولية تظهر بالفعل. ستكون قادرة على العمل بشكل أسرع من أجهزة الكمبيوتر التقليدية. سيعالج مثل هذا الكمبيوتر الفائق المعلومات أسرع عدة مرات من تلك الموجودة. تم تأكيد ذلك بالفعل في المختبر ، ولكن حتى الآن على مستوى العالم المصغر.
كما أوضح العالم ، فإن تقنيات الكم - هي بحث متقدم ، يمكن تطبيق نتائجه في العديد من المجالات: الطب والملاحة ، بما في ذلك الفضاء ، والنقل ، والصناعة النووية ، والاستكشاف الجيولوجي. سوف تساعد في بناء سلاسل التوريد ومحطات الاتصال الأساسية وإنشاء عقاقير/ادوية «فردية» بخصائص محددة مسبقًا. ستجعل المحاكاة الكمية أيضًا من الممكن محاكاة «سلوك» الجزيئات ، لبناء حماية لبيانات الكمبيوتر.
سيؤدي تسريع العمليات الحسابية إلى الوصول إلى مستوى جديد وعلوم أساسية ، حل المعادلات الخطية. المجالات الرئيسية لتقنيات الكم هي الحوسبة الكمومية والاتصالات وأجهزة الاستشعار ، ولكل منها ، فإن إنشاء كمبيوتر كمي سيفتح شيئًا رائعًا تقريبًا
«لقد أنشأنا نظامًا فريدًا لأمن المعلومات الكمومية.- يقول البروفيسور سيرجي كوليك. - انضمت جامعة موسكو الحكومية و جامعة جنوب الأورال الحكومية إلى اتحاد تقنيات الكم ، وتم تخصيص منحة ضخمة فيدرالية لأبحاثنا. معنى نظام التشفير «الذكي» الخاص بنا هو تشفير المعلومات المرسلة ، بما في ذلك على الهاتف الذكي. تصبح الكميات الخفيفة ، كما كانت ، أجزاء من البيانات ، وتتغير «المفاتيح» غالبًا ، ويكاد يكون من المستحيل اختراق نظام مبني على قوانين الطبيعة».
وفقًا للعلماء ، تم إطلاق مشروع تجريبي بالفعل في جامعة موسكو الحكومية. لقد أثبت هذا النظام نفسه جيدًا ، والآن من المخطط تنفيذه في جامعة جنوب الأورال الحكومية من خلال وضع أول خط ألياف بصرية كمومية في منطقة الأورال. قريباً سيتم وضع خط مماثل لحماية المعلومات الكمية من موسكو إلى سوتشي. وفي المستقبل ، تعتزم روسيا بناء شبكة كمومية وطنية ، سلكية وأقمار صناعية. سيجمع هذا المشروع الواسع النطاق بين ابتكارات كلا من جامعة موسكو الحكومية ، جامعة جنوب الأورال الحكومية ، معهد لينينغراد للميكانيكا الدقيقة والبصريات و الجامعة الوطنية للبحوث التكنولوجية «ميسيس».
««تقام المدرسة الدولية لتقنيات الكم للمرة السادسة .-يقول سيرجي كوليك. - في السابق ، كان يعقد في سوتشي ، والآن أصبحت منطقة تشيليابينسك منصتها. جمعت 60 طالبًا اجتازوا اختبارًا تنافسيًا صعبًا من العديد من مناطق البلاد ، وأكثر من 15 محاضرًا من روسيا وبيلاروسيا والبرازيل والصين. بالمناسبة ، اكتشف عالم جامعة جنوب الأورال الحكومية سيرجي بودوشيدوف فئة جديدة من الحالات الكمية التي ستساعد في تسريع حسابات «الكيوبت».
كما أضاف العالم ، فإن مختبر جنوب الأورال التجريبي «هندسة الكم للضوء» تم تجهيزه الآن بأحدث المعدات ، وسيصبح في المستقبل أحد «المميزات» العلمية الرئيسية للحرم الجامعي المستقبلي العالمي بين الجامعات.
في المدرسة الدولية ، التقينا بخبير آخر بـ «الكم» ، رئيس مركز البحث والتطوير لشركة «إنفوتيكس» في موسكو فلاديمير إليسييف.
«نحن نتعاون بشكل وثيق مع مطوري تقنيات الكم في جامعة موسكو الحكومية. بالإضافة إلى حماية المعلومات الكمية ، قمنا أيضًا بتطوير نظام لاكتشاف هجمات القراصنة. - يقوم على الكشف عن الحالات الشاذة بواسطة الذكاء الاصطناعي. تفرده يكمن في حقيقة أن هذا النظام يكتشف حتى الهجمات المستترة التي لا يمكن اكتشافها بالطرق التقليدية. يقوم كاشف التهديدات الخفي لدينا باكتشافهم على الفور. كما أنشأوا وسائل لحماية الشبكات الصناعية للمؤسسات الصناعية. يتم التشفير بمساعدة ما يسمى بالوحدة المشفرة - لوحة هزيلة أو دائرة كهربائية صغيرة».
وفقًا لفلاديمير إليسيف ، أطلق المبرمجون أيضًا مشروعًا لدعم العلماء الشباب «أكاديمية إنفوتيكس». وهي تشمل برامج التدريب والمنح. إذا كانت هناك حاجة لعنصر تجاري في المشروع لتلقي منحة من مؤسسة العلوم الروسية أو صندوق حكومي آخر ، فإن «الأكاديمية» لا تتطلب ذلك. هنا يعتقدون أنه من الضروري تطوير العلوم الأساسية ، وفي نفس الوقت مساعدة العلماء على إطلاق خبراتهم «المتداولة» ، وإحضار النموذج الأولي إلى مرحلة الإنتاج. أظهروا ذلك في معرض أقيم كجزء من مدرسة «الكم».
««على سبيل المثال ، كجزء من المنحة ، قام طلاب من جامعة سانت بطرسبرغ لأجهزة الفضاء ببناء منصة لحماية الأنظمة الصناعية ، يتابع فلاديمير إليسيف. - يحمي بشكل موثوق المعدات ذات الملفات الشخصية المختلفة من هجمات القراصنة. كما ابتكر طلاب جامعة تومسك لأنظمة التحكم والإلكترونيات اللاسلكية, جهاز محاكاة لتوزيع المفاتيح الكمومية. لا يمكن تتبع ما إذا كان الفوتون المجهري قد طار «إلى المكان» بالطرق التقليدية. لكن الباحثين الشباب وجدوا مخرجًا - فقد صنعوا «مدفع» ليزر قادر على «إطلاق» شعاع ضوئي. آلة «ذكية» تحسب النسبة المئوية للفوتونات القادمة ، واحتمال ضرب «الهدف». تظهر النتيجة على الفور على شاشة الكمبيوتر. هذا العام ، سنطلق شبكة كم جامعية في جامعة تومسك لأنظمة التحكم والإلكترونيات اللاسلكية ، ثم سنبني نظيرتها في جامعة جنوب الأورال الحكومية».
في نهاية الجولة الصحفية ، التقينا مع مارتن بريش ، مرشح العلوم الفيزيائية والرياضيات. وهو من جمهورية التشيك وتخرج من جامعة توماس ماساريك في برنو. بدأ دراسته في الجامعة التقنية التشيكية ، وعمل مؤخرًا كباحث أول في المعهد الروسي المشترك للأبحاث النووية في مدينة العلوم دوبنا.
.jpg)
مارتن ليس مجرد عالماً فقط ، ولكنه «متعدد المحطات» في الحياة. لقد جرب نفسه في التزلج على الجليد والكاراتيه ، حتى أنه فاز بالمسابقات الدولية ، ودرس 15 لغة ، ويتحدث الروسية بشكل ممتاز. مباشرة بعد «التعليم العام الكمومي» في جنوب الأورال سوف يطير إلى موسكو ، إلى منتدى الخبراء حول اللغة الاصطناعية الإسبرانتو. لكن الشيء الرئيسي بالنسبة له لا يزال العلم ، يريد العالم «أن يكون له يد» في إنشاء كمبيوتر كمي. عندما دعاه البروفيسور سيرجي كوليك في ديسمبر من العام الماضي في منتدى في سانت بطرسبرغ للمشاركة في مدرسة «الكم» في منطقة الأورال الجنوبية ، وافق على الفور. وتعلم الكثير من الأشياء الجديدة بنفسه.
««يقول العالم: لقد بنى معهدنا للأبحاث النووية مؤخرًا جيلًا جديدًا من مصادم «نيكا»، إنه قادر على التسارع إلى السرعات الكونية والاصطدام بنوى المادة الثقيلة من أجل دراسة المادة على المستوى الجزئي. أصبحت مهتمًا بالحوسبة الكمومية أيضًا لأنها تساعد على ربط القوانين الفيزيائية والعقلية ، والقوانين الأساسية للعلم بمعرفة العالم الذي نعيش فيه. عندما يتم إنشاء جهاز كمبيوتر كمي ، سنكون قادرين على جلب مجموعة متنوعة من المجالات إلى مستوى جديد تمامًا. سوف تساعد تقنيات الكم في تحويل حياتنا «للنظر إلى ما وراء الأفق» ، في المستقبل»