КВАНТОВЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ – ДВЕРЬ В НАУЧНОЕ ЗАВТРА

Развитие инновационных направлений и методик, которые способны стать новым словом в обработке информации, а также обеспечить надёжную защиту данных в будущем, является важным и актуальным направлением исследований на сегодняшний день. Подобные направления активно развиваются и в нашем университете. Среди них можно выделить одно из самых новых в вузе - исследования в области квантовых вычислений, которые ведутся на кафедре «Физика и фотоника».

Квантовый компьютер – это устройство, выполняющее квантовые вычисления, основанные на квантово-механических явлениях, таких как квантовая запутанность и квантовая суперпозиция. Отличительная особенность всех квантовых компьютеров - квантовый параллелизм, позволяющий выполнять по одному и тому же алгоритму одновременно обработку различных исходных данных.

В настоящее время полноценный квантовый компьютер всё ещё является гипотетической машиной, но уже сейчас проводятся эксперименты по проведению вычислений на квантовых компьютерах с малым количеством квантовых битов (кубитов).

Работа учёных университета в направлении изучения квантовых вычислений началась в 2018 году, с организацией в Центре обработки данных ЮРГПУ(НПИ) сервера с квантовыми симуляторами, используемого в настоящее время в учебном процессе и научных исследованиях для моделирования квантовых вычислений. Стоит отметить, что Политехнический университет является одним из немногих мест как в Ростовской области, так и на юге России, где производятся столь перспективные научно-исследовательские работы.

Как рассказал доцент кафедры «Физика и фотоника» А.В. Малибашев, принципы организации и перспективные варианты возможной реализации квантовых вычислений являются крайне актуальными на сегодняшний момент. Прототипы вычислительных устройств уже были построены в различных точках мира, но пока не создано полноценного квантового компьютера. Проведение квантовых вычислений на ЭВМ с классической архитектурой и применением квантовых симуляторов для изучения свойств и особенностей квантовых алгоритмов является распространенной практикой, применяемой во многих университетах.

Александр Владимирович также добавил, что в университете уже разработан учебный курс по применению квантовых вычислений. В перспективе, студенты, обучающиеся по направлению информационных технологий, пройдя обучение по этой программе, получат как теоретические знания, так и практический опыт разработки и применения квантовых алгоритмов.

В уходящем учебном году в числе успешно защищённых были и те выпускные квалификационные работы, которые посвящены этой перспективой инновационной теме.

Автором одной такой работы стал выпускник бакалавриата Института фундаментального инженерного образования Денис Шнякин. Молодой учёный, обучавшийся на кафедре по направлению 11.03.04. «Электроника и наноэлектроника», направленность «Нанотехнологии в электронике», успешно защитил свою работу «Исследование свойств квантовых систем, применяемых в технологии квантовой криптографии».

- Моя работа, в первую очередь, была посвящена изучению особенностей создания эффективных квантовых каналов для передачи информации на дальние расстояния и применению квантовой криптографии для обеспечения защиты передачи данных в телекоммуникационных сетях, - рассказал Денис. – Квантовая криптография позволяет с максимальной надёжностью защищать данные при передаче защищённой информации как на уровне коммерческих организаций, так и государственных структур. В будущем я собираюсь продолжить работу в этом направлении, обучаясь в магистратуре Политехнического университета.

Квантовые вычисления – это принципиально новая модель реализации вычислительного процесса, несущая с собой немало инноваций и перемен.

Директор департамента цифровизации инженерной деятельности ЮРГПУ(НПИ) Р.Г. Зайцев отметил, что исследования в данном направлении и внедрение в учебный процесс полученных результатов соответствует целям и задачам Национальной технологической инициативы.

- Студенты, которые учатся сегодня, уже в самое ближайшее время столкнутся с использованием устройств, основанных на принципах квантовых вычислений, - сказал Роман Геннадьевич. – Поэтому наша задача – давать им представление об этом перспективном направлении, которое в будущем будет определять как общую цифровизацию инженерной деятельности, так и информационную безопасность нашей страны.

Благодаря разработкам подобных перспективных научных направлений Политехнический университет уверенно идёт в ногу со временем, позволяя своим студентам приобретать те инновационные знания, которые обязательно пригодятся им для дальнейшей успешной карьерной деятельности. И можно быть уверенными, что исследования в области квантовых вычислений позволят кому-то из новочеркасских политехников в будущем внести свой важный вклад в дело информационной безопасности России.

Комментарии: