— Что такое современные квантовые технологии? И для чего они нужны?
— Чем квантовый интернет отличается от классического?
— Какие компетенции нужны специалисту в области квантовых технологий?
Сергей Кулик, профессор, научный руководитель Центра квантовых технологий МГУ имени М.В. Ломоносова, побывал в Открытой студии Детской редакции на площадке Конгресса молодых ученых 2024. В интервью ведущей Екатерине Романовой он также рассказал о том, как с точки зрения квантовой науки можно объяснить теорию материализации мыслей и желаний, а еще о том, что на подготовку классного квантового физика уходит не менее 10 лет.
Чем занимается Центр квантовых технологий МГУ имени Ломоносова?
Современные квантовые технологии делятся на три части. Это квантовое вычисление, оно связано с построением квантового компьютера, сверхмощного компьютера, который будет решать некоторые задачи гораздо быстрее, чем это делает классический компьютер. Вторая часть – квантовая коммуникация, квантовая связь. Здесь речь идет о построении защищенных каналов связи, защищенных на уровне законов природы, а не технических возможностей. И третий раздел – это квантовые сенсоры, все, что связано с построением очевидных датчиков, сенсоров, которые работают на основе законов квантовых механизмов.
Зачем нужны квантовые технологии?
Речь идет о разработке физических основ и построении оборудования, которое в каких-то параметрах существенно превзойдет те технологии, приборы, которые имеются сегодня, которые построены на основе классического мира.
В фантастических фильмах часто показывают квантовую телепортацию. Это возможно в реальной жизни?
В современной жизни это невозможно. Часто люди очень вольготно обращаются с терминологией. Термин «квантовая телепортация» соответствует определенному физическому эффекту. Но он не имеет ничего общего с бытовым понятием телепортации, когда что-то в одном месте исчезает, и мгновенно появляется в другом. В физике речь идет о состояниях частиц света, материи, массовых частиц. И, действительно, можно построить порядок действий с физическим объектом так, что его состояние, какая-то характеристика исчезнет в одном месте пространства и времени, и спустя какое-то время появится в другом месте пространства и времени. Это и называется квантовой телепортацией. Но, чтобы, скажем, сидел человек и вдруг исчез, а потом появился в соседнем зале или на другой стороне Земли, такого, конечно, никогда не будет.
Я слышала, что некоторые процессы нашего сознания, например, материализацию мыслей, исполнение желаний, объясняет квантовая наука. Это так?
Действительно, квантовая наука – это более общая наука, чем классический мир. Есть принцип дополнительности Бора, который как раз об этом. В этом смысле ваш вопрос корректный. Конечно, сложные биохимические, биофизические, физические и химические процессы, правильнее объяснять с точки зрения квантовой теории, потому что она включает в себя и классические концепции, которые хорошо развиты на сегодняшний день. Но говорить, что квантовая механика объясняет вообще все, наверное, было бы все-таки неправильно. Просто мы еще не дошли до этого уровня.
Что такое квантовый интернет и какие вызовы сейчас стоят перед квантовым интернетом?
Давайте разбираться. Что такое классический интернет? Классический интернет, интернет вещей – это дистанционное управление объектами, которые находятся далеко от вас. Скажем, умный дом, им можно управлять через технологии, которые связаны с интернетом. Квантовый интернет – примерно то же самое, только в этом случае управлять приходится квантовыми объектами. Например, если будет построен квантовый компьютер, то можно будет объединить мощности одного компьютера, который стоит, скажем, в Москве, и второго компьютера, который стоит, например, в Новосибирске. Ключевое слово «квантовый». Это квантовое состояние света, которое распространяется от одной точки до другой. И второе ключевое слово «квантовые объекты», которые управляют этим светом.
Какие компетенции связаны с квантовыми технологиями?
Очень широкий набор знаний. Это фактически вся современная физика, статистическая физика, квантовая механика, термодинамика, искусственный интеллект и т.д.
Чтобы подготовить квантового специалиста нужно примерно 10 лет. Студенты приходят в наш Центр квантовой технологии на первом-втором курсе. Они проходят шесть лет обучения на физическом факультете. Потом четыре года в аспирантуре. И на исходе четвертого года аспирантуры иногда получается специалист, это плод очень тяжелой, кропотливой работы, его обучения.
Эти профессии перспективны для молодежи?
Безусловно. Для меня критерием востребованности, прежде всего, является число ребят, которые приходят в Центр учиться. Конкурс огромный. Мы стараемся брать всех, и постепенно отсеивать на более поздних этапах. Интерес к этой отрасли науки колоссальный.
Блиц-опрос. Кто ваш научный кумир и почему?
У меня два учителя. Мой научный руководитель Александр Николаевич Пенин, профессор Московского университета. Я пришел к нему в лабораторию, он меня очень многому научил и в профессии, и в области человеческих отношений. А второй человек – это его учитель, Давид Николаевич Клышко, основоположник квантовой оптики.
Какое открытие в вашей области науки вы считаете самым главным?
Эффект квантовой телепортации. Мы экспериментально его продемонстрировали больше 20 лет.
Какие навыки, по вашему мнению, наиболее важны для успешной карьеры в науке?
Природная предрасположенность и талант. Колоссальная усидчивость и устремленность, чтобы через неудачи добиваться и получать результат. А еще важна человеческая порядочность.
Какие навыки, по вашему мнению, будут наиболее востребованы в будущем?
Прежде всего, экспериментальные навыки. Молодой человек, который приходит в эту область, должен научиться что-то делать руками. Сейчас много технологий, которые можно постичь, только работая на экспериментальной установке. На первое место ставлю экспериментальную науку.
Какой совет вы бы дали молодым ученым, которые только начинают свой путь?
Не сдаваться. Бороться до конца.