Общество

Алексей Устинов
физик

«Наука непредсказуема, в этом ее прелесть»

19 марта 2012, 09:42

Физика в частности и наука в целом предстают перед современным читателем в основном в пересказе странных идей так называемых «британских ученых»: это ставшее расхожим определение означает малоизвестных исследователей, совершающих время от времени сенсационные открытия. На поверку открытия эти не подтверждаются опытами и не имеют никакого смысла.

Одна из новых идей – создание более точных часов, которые измеряли бы время с почти неразличимой погрешностью

Между тем настоящая наука далеко не так ярка и не столь богата на скороспелые откровения: ученые не спешат сообщать СМИ о своих разработках. Во многом это связано с тем, что недоказанная гипотеза так и остается всего лишь гипотезой, во многом – со сложностью исследований, проводимых на современном оборудовании.

Алексей Устинов, один из ученых, принимающих участие в создании Российского квантового центра, доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой экспериментальной физики, директор Физического института Технологического Университета Карлсруэ (Германия), в интервью газете ВЗГЛЯД рассказал о том, чего именно стоит ждать от науки уже в самое ближайшее время.

ВЗГЛЯД: Алексей, насколько, на ваш взгляд, оправданы претензии к науке (в том числе и российской)? Все время прямо или косвенно говорится о том, что ученые все хуже справляются с общественными потребностями и запросами.

Алексей Устинов: Если говорить о России, то открытий мы делаем меньше – это факт и это следствие хронического недофинансирования науки, неправильной структуры научной среды (на Западе наука базируется в университетах, отсюда – постоянный приток кадров) и незавершенности реформы науки.

Что же касается общих претензий, то на самом деле наука трудно предсказуема, в этом главная ее прелесть. Открытия возникают постоянно и очень быстро: прорывы предсказать заранее очень трудно. Что происходило последние десять лет в физике? Приход квантовой механики вдруг в бытовую сферу. Квантовые эффекты, известные 100 лет, стали достоянием практики, получили свое практическое воплощение.

ВЗГЛЯД: Не могли бы вы подробно рассказать об этих воплощениях?

А.У.: Общее направление движения – использование фотонов и отдельных атомов, а также сверхпроводников и полупроводников для создания кубитов, то есть квантовых элементов, которые могут использоваться для создания квантовых компьютеров.

ВЗГЛЯД: Но квантовых компьютеров еще нет же...

А.У.: Дело в том, что основные фундаментальные эксперименты уже выполнены, и сейчас речь идет уже не о физике, а об очень сложной высокочастотной технике, которая требует коротких импульсов для управления и считывания кубитов. Но стоит отметить, что в области квантовых технологий квантовый компьютер – это далеко не единственная интересная и даже, возможно, не самая привлекательная цель, которая стоит сейчас перед нами.

Актуальным сейчас становится целое направление исследований, связанных с квантовыми коммуникациями, со специальным шифрованием. Если раньше сложное шифрование осуществлялось при помощи оптических фотонов, то есть света, то сегодня становится возможен симбиоз между светом и микроволнами. Отсюда уже рукой подать до коллективной квантовой памяти, то есть хранения информации на коллективном уровне, где вместо отдельного кубита выступает целый ансамбль.

ВЗГЛЯД: То есть нечто зашифрованное будет невозможно расшифровать в принципе?

А.У.: Да. Даже не расшифровать, но еще и взломать нельзя, потому что для этого придется неизбежным образом воздействовать, физически в буквальном смысле, на сам передатчик информации.

ВЗГЛЯД: Где еще в практической плоскости находит применение новая физика?

А.У.: Существует, например, отдельный проект, связанный с созданием сверхчувствительных устройств для изменения магнитных полей микро- и нанообъектов. Одна из новых идей – создание более точных часов, которые измеряли бы время с почти неразличимой погрешностью.

ВЗГЛЯД: А насколько это вообще принципиально?

А.У.: Смотрите, если мы берем GPS и в сто раз увеличиваем точность измерения и определения координат, до миллиметров – в этом случае можно создавать полностью автоматизированные сложные логистические и транспортные системы.

ВЗГЛЯД: Ваша непосредственная деятельность связана с одним из этих направлений?

А.У.: Не совсем. Моя сфера деятельности – это физические основы электроники нового типа и квантовые технологии. Как раз сейчас я собираюсь на конференцию в США, которая посвящена проблеме обратимых вычислений.

В чем проблема в данном случае. Работа любого транзистора – от простейшего до самого сложного – сопровождается неизбежными потерями энергии. Каждый, кто сталкивался с персональным компьютером, понимает, о чем идет речь – компьютер греется. Если говорить в физических терминах, то все базируется на принципе Рольфа Ландауэра: в любой вычислительной системе, независимо от ее физической реализации, при обработке 1 бита информации выделяется теплота в количестве, по крайней мере, W Джоулей, вычислимых по формуле W = kTln2, где k – константа Больцмана (она определяет связь между температурой и энергией), а T – абсолютная температура вычислительной системы.

И вот обратимость нужна нам для того, чтобы эту формулу обходить. Суть в том, что для того, чтобы не терять энергию, нужно изменить систему обработки и передачи информации. Мы получим компьютеры с малой выделяемой мощностью.

ВЗГЛЯД: Кстати, а может ли это привести к созданию самовоспроизводящейся интеллектуальной системы?

А.У.: Это не связанные вещи, все будет происходить само собой. С увеличением сложности задач, которые будут решать обычные компьютеры, они будут все более и более по принципам и логике приближаться к деятельности человеческого мозга.

Пока же мы полагаем, что квантовые компьютеры позволят эффективно решать такие задачи, как, например, разложение очень больших чисел на простые множители. Это действие является основой протоколов, которые сейчас используются для шифрования информации.

Текст: Михаил Бударагин

Вам может быть интересно

При ракетном ударе по Белгороду погибли два человека
Темы дня

Россия поможет Кубе пережить экономическую блокаду США

Россия продолжит поддерживать Кубу, в том числе материально – на этой неделе стало известно об отправке союзнику очередной партии нефти. В Москве рассчитывают урегулировать вопросы экономической блокады через диалог с США, но не исключают и более жестких сценариев: российские эксперты обсуждают возможность военного сопровождения танкеров. Зачем Москве Гавана, чем еще Россия могла бы помочь кубинцам и какие риски несет сотрудничество с островом под санкциями?

Пашинян превращает Армению в зону ядерного эксперимента

Премьер Армении Никол Пашинян заключил с США соглашение о сотрудничестве в области гражданской ядерной энергетики. В рамках этой сделки США поставят Еревану малые модульные реакторы. Однако эксперты указывают, что в Америке эта технология еще сырая, а поэтому сейсмоопасная Армения рискует стать полигоном для непредсказуемого ядерного эксперимента.

Польша и Литва объявили о создании полигона НАТО в Сувалкском коридоре

Глава Минобороны ФРГ признал мощь Северного флота России

Диетолог рассказал о вреде блинов с икрой на Масленицу

Новости

Мерц признал преимущество России над ЕС

Канцлер Германии Фридрих Мерц подчеркнул, что несмотря на экономическое превосходство, Евросоюз не сильнее России по ряду ключевых параметров.

В Гидрометцентре Петербурга допустили полное замерзание Финского залива

Финский залив сейчас покрыт льдом примерно на 80%, сообщил начальник петербургского Гидрометцентра Александр Колесов.

Джабаров объяснил смену Киевом Абу-Даби на Женеву после покушения на Алексеева

Украинская сторона инициировала смену площадки для встречи с российской стороной из-за выдачи Эмиратами преступника, покушавшегося на российского военачальника, заявил зампред комитета Совфеда по международным делам Владимир Джабаров

Пашинян предложил Москве продать концессию железных дорог Армении

Премьер-министр Армении Никол Пашинян выступил с предложением к России передать право концессионного управления железными дорогами Армении стране, дружественной России и Армении.

Песков объяснил выбор Женевы для переговоров по Украине

Следующий раунд переговоров по украинскому урегулированию пройдет в Женеве, поскольку это место признано наиболее удобным для всех сторон, отметил пресс-секретарь президента Дмитрий Песков.

Минюст исключил из списка иноагентов основателя сети Zenden

В связи с утратой признаков иностранного агента из реестра исключен основатель сети обувных магазинов Zenden Андрей Павлов. При этом министерство юстиции России внесло в реестр иностранных агентов журналисток Марию Лацинскую, Марину Охримовскую и Галину Сидорову.

Верховный муфтий России предложил перенести молельные комнаты в ТЦ

Председатель Центрального духовного управления мусульман (ЦДУМ) России Талгат Сафа Таджуддин предложил перенести молельные комнаты из многоквартирных домов в общественные места, такие как торговые центры и магазины.

Холода заставили оставшихся без энергоносителей из России финнов вырубать леса

Резкое похолодание в Финляндии привело к массовой вырубке лесов и веерным отключениям электричества, что усугубило экономические проблемы страны, отмечают местные жители и пресса.

В Госдуму внесен проект о досрочном прекращении полномочий депутата Дзюбы

Государственная Дума рассмотрит вопрос о досрочном прекращении полномочий депутата Виктора Дзюбы.

Безруков объяснил отказ от выдвижения на должность ректора Школы-студии МХАТ

Народный артист России Сергей Безруков не собирается выдвигать свою кандидатуру на должность ректора Школы-студии МХАТ.

Каллас назвала «законом джунглей» нынешнее мироустройство

На Мюнхенской конференции по безопасности глава дипломатии Евросоюза Кая Каллас заявила, что Евросоюз представляет собой сообщество маленьких стран, которым нужна защита, так как сегодня в мире действует «закон джунглей».

Министр обороны Франции: Европа должна готовиться к интенсивному конфликту

Министр обороны Франции Катрин Вотрен подчеркнула важность подготовки Европы к возможному конфликту высокой интенсивности, отметив это как лучший способ избежать угрозы.
Мнения

Сергей Миркин: Европа наступает на те же грабли, что и в 1930-е

Европейские политики не будут участвовать в создании единой архитектуры европейской безопасности, хотя именно этого ждут их избиратели и именно это объективно нужно сейчас большой Европе, включающей Россию.

Юрий Мавашев: Против кого создают «мусульманское НАТО»

На Востоке происходит очевидное перераспределение сил. По его итогам определится общая конфигурация и соотношение потенциалов региональных и внерегиональных игроков в Восточном Средиземноморье, Персидском заливе и Южной Азии.

Ирина Алкснис: Переход дипломатии к военным аргументам – последний звонок для врага

Можно констатировать, что Киев с Европой почти добились своего, а Вашингтон получил от Москвы последнее предупреждение, которое прозвучало в исполнении российского министра иностранных дел.
Вопрос дня

Почему заблокировали Roblox?

Суть игры, риски и угрозы для детей, позиция Роскомнадзора и мнение экспертов