14 апреля в честь Всемирного квантового дня, который с прошлого года отмечается в 65 странах мира, прошел открытый «Урок цифры», посвященный устройству квантового компьютера и его возможностям.
Занятие в рамках Всероссийского образовательного проекта «Урок цифры» прошло в Российском квантовом центре, к трансляции на сайте проекта присоединились школьники из 85 регионов нашей страны — всего около 52 тысяч человек. Специалисты рассказали о разработках и провели экскурсию по лабораториям.
— Благодаря проекту «Урок цифры» информатику в школах для сдачи ЕГЭ стали выбирать чаще, — сообщила исполняющая обязанности директора федерального проекта «Кадры для цифровой экономики» Юлия Горячкина. — Контент занятий рекомендован Минпросвещения России. Проект знакомит ребят с разработкой игр, основами безопасности в интернете, цифровым искусством и использованием искусственного интеллекта в образовании.
О процессе создания квантовых компьютеров и их применении рассказал руководитель проектного офиса по квантовым технологиям Госкорпорации «Росатом» Руслан Юнусов. Он отметил, что в России уже создано программное обеспечение для использования улучшенных версий компьютера. Разработан рабочий алгоритм, который используется в Росатоме для упаковки топливных элементов. Но мощность устройства необходимо увеличивать и оптимизировать его работу.
— Квантовый компьютер будет энергоэффективным, превосходя существующие разработки, — добавил Юнусов. — Для разработанных суперкомпьютеров нужны здания с десятками тысяч процессоров, отдельные электростанции. Квантовый компьютер выполняет большое количество операций, затрачивая меньше времени и энергии.
Вычислительное устройство нового поколения планируют создать к 2024 году. Квантовый компьютер будет востребован в финансовой сфере, при вычислении экономических рисков и оптимизации инвестиций. Его можно применять в медицине, чтобы создавать новые материалы и вакцины.
Для участвующих в открытом уроке школьников провели экскурсию по местам работы ученых центра квантовых технологий. Часть лабораторий находится под землей. В них необходимо быть очень осторожным — повсюду оборудование, кабели из оптического волокна и датчики для измерения показателей.
— Мы работаем над лазерным охлаждением атомов тулия, изучаем сверхпроводимость, — рассказывает ведущий научный сотрудник группы квантовых симуляторов Владислав Цыганок. — Это явление используется в магнитной томографии, адронном коллайдере и для поездов на магнитной подушке. Наша задача — изучить те аспекты сверхпроводимости, которые не сможет высчитать компьютер, но сможем мы — экспериментально. Сейчас находимся на стадии конструирования необходимых механизмов.
Владислав стоит перед магнитооптической ловушкой, в которой с точностью выставлены линзы для лазера. Во время проведения эксперимента воздух должен быть идеально чистым, поэтому рабочую установку закрывают специальным занавесом. В другом исследовательском кабинете ребятам разрешили рассмотреть и подержать в руках созданную на 3D-принтере модель ловушки для ионов. С помощью электрической силы из них создают цепочки и взаимодействуют с ними. Это является частью процессора квантового компьютера. За демонстрацией удивительных механизмов следит ученица 10-го класса Международной гимназии Инновационного центра «Сколково» Наталья Косолобова.
— Я поняла, что такое квантовый компьютер и насколько он будет полезен человечеству. Меня поразило, как быстро развиваются технологии, — говорит Наталья. — Очень интересно было посмотреть на установки с лазером.
Оказывается, что квантовые технологии сразу же дают сбой, если всего на полградуса меняется температура в помещении. Но технологии будущего развиваются уже сейчас.
ПРЯМАЯ РЕЧЬ
Михаил Мишустин, председатель правительства Российской Федерации:
— Президент определил цифровую трансформацию в качестве одной из национальных целей развития.
И сегодня мы активно внедряем во все сферы жизни самые современные решения, чтобы они служили на благо людей. Чтобы школьники уже сейчас могли получать навыки в области информационных технологий, в четвертый раз реализуется важный проект — «Урок цифры».
За время его существования ребята по всей стране получили возможность узнать больше об искусственном интеллекте, кибербезопасности, цифровом производстве, беспилотниках. Открытый урок, подготовленный экспертами госкорпорации «Росатом», поможет разобраться с такой непростой темой, как квантовые компьютеры.
Квантовые технологии способны создавать шифрование, которое невозможно взломать, решать за считаные секунды задачи, на которые современные суперкомпьютеры потратили бы тысячи лет, точно имитировать поведение биомолекул в разных средах, формировать мощные нейронные сети, способные с высокой точностью управлять энергетическими и транспортными сетями. От знаний и уровня цифровой грамотности, от желания школьников расти зависит то, какой будет наша страна завтра. Главное — не останавливаться в стремлении развиваться.