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

Силы ПВО за день сбили 193 дрона ВСУ
Темы дня

Кубе поможет выстоять принцип Фиделя Кастро

Столетие Фиделя Кастро Куба отмечает в тяжелейшей экономической ситуации: США применили все методы блокады, чтобы удушить и заставить сдаться Остров свободы. Но несмотря на это, Куба сдаваться не собирается. Успешность сопротивления кубинской власти и народа имеет как минимум три причины. О чем идет речь?

Сирии нужна Россия даже после Башара Асада

Как крупную дипломатическую победу России оценивает западная пресса договоренности, достигнутые Москвой с новыми властями Сирии о судьбе сирийской авиабазы Хмеймим. В чем будет заключаться новая роль и Хмеймима, и порта Тартус? И почему сирийские власти даже после свержения Башара Асада остро нуждаются в российском присутствии?

В Днепропетровске решили снести памятник создателю советских ВДВ Василию Маргелову

В войне с Ираном США потеряли 45 БПЛА MQ-9 Reaper на 1,3 млрд долларов

Диетолог призвал россиян есть хлеб

Новости

Польшу начали покидать тысячи украинцев

Европейская страна столкнулась с рекордным оттоком переселенцев: только за один летний месяц ее территорию покинули более шести тысяч украинцев.

Взрыв произошел на оружейном заводе в Италии

На предприятии по производству боеприпасов среднего и крупного калибра, расположенном недалеко от Рима, произошел инцидент, спровоцировавший серьезное возгорание, сообщило агентство ANSA.

Россия назвала условия для возобновления импорта армянской сельхозпродукции

Поставки армянской сельхозпродукции в Россию могут быть восстановлены после того, как Ереван выполнит требования по безопасности товаров. В Минсельхозе подчеркнули необходимость контроля за пестицидами, сырьем и прослеживаемостью поставок. Ранее в поступавших из Армении товарах неоднократно выявляли карантинных вредителей, способных нанести серьезный ущерб урожаю.

Мадьяр уклонился от ответа о будущем АЭС «Пакш-2»

Премьер-министр Венгрии Петер Мадьяр не ответил на вопрос о возможном прекращении строительства атомной электростанции «Пакш-2» с участием российской госкорпорации «Росатом».

Росстандарт утвердил новый ГОСТ для красной икры

В России официально закрепили стандарты качества для баночной лососевой икры, которые вступят в силу в начале лета 2027 года.

Российские ученые нашли способ превращать стволовые клетки в клетки сердца

Российские ученые разработали способ превращать стволовые клетки, полученные из костного мозга человека, в клетки, похожие на клетки сердечной мышцы. В будущем технология может помочь в изучении сердечных заболеваний, тестировании новых лекарств и разработке методов восстановления поврежденного сердца.

Российские войска ударили по портам Очакова и Одессы

Российские военные нанесли серию точных ударов по украинским портам, уничтожив патрульный катер и военное оборудование для разгрузки грузов, сообщили в Минобороны.

Россияне охарактеризовали понятие «много денег»

Миллиард рублей на кругосветное путешествие или несколько миллионов на погашение ипотеки? Россияне в опросе газеты ВЗГЛЯД рассказали, что для них означает «много денег» и на что они потратили бы крупную сумму.

Агроном рассказал, как на дачах и в квартирах заводится паутинный клещ

Паутинный клещ может появиться в саду или квартире неожиданно: его переносят ветер, соседские растения и даже принесенные домой букеты. При благоприятных условиях вредитель быстро размножается и способен привести к гибели растений, сказал газете ВЗГЛЯД агроном и биолог Михаил Воробьев, комментируя жалобы дачников на массовое нашествие вредителя этим летом. Он рассказал, какие культуры находятся в зоне риска и как эффективно бороться с клещом.

Захарова: Заявления Японии о поездке Путина на Итуруп юридически ничтожны

Официальный представитель МИД России Мария Захарова назвала «юридически ничтожными» заявления премьер-министра Японии Санаэ Такаити и главы МИД Тосимицу Мотэги по поводу поездки президента России Владимира Путина на остров Итуруп. Дипломат подчеркнула, что остров является неотъемлемой частью России, а Токио не вправе указывать Москве, какие регионы страны может посещать ее высший руководитель.

Российский беспилотник «Скат-220» получил систему уклонения от дронов

Новейший разведывательный дрон «Скат-220» оснастили датчиком для защиты от вражеских беспилотников, а также зафиксировали рекордную скорость аппарата в зоне спецоперации.

«Народный ВПК» предложили превратить в полноценную технологическую отрасль России

«Народный ВПК» превратился в важный элемент поддержки фронта и развития технологического суверенитета России. Теперь ключевой задачей становится систематизация помощи инженерам-самоучкам и волонтерам – от испытания перспективных разработок до их запуска в серийное производство. К таким выводам пришли участники круглого стола Экспертного института социальных исследований и «Народного фронта» «Народный ВПК: приближаем Победу вместе!».
Мнения

Игорь Караулов: Найди кота в Йошкар-Оле

Для чего нужно обновлять традицию? Наверное, для того, чтобы люди не думали, будто традиция – это что-то сельское, темное и отсталое. Марийский опыт говорит нам: будь современным человеком, будь в курсе и старых традиций, и новых.

Борис Джерелиевский: «Сила причинять вред» не приведет Украину к миру

Украина в нынешнем формате существует как антиРоссия, и единственная ее цель – это нанесение нам максимального ущерба. Поскольку основная цель СВО – обеспечение безопасности России, очевидно, что боевые действия не могут прекратиться, пока с украинской территории будет исходить хоть какая-то опасность для нашей страны.

Тимофей Бордачёв: Бурление на Ближнем Востоке прикрывает Россию с юга

Для России важно, как будет развиваться международная политика в ближневосточном регионе, где ее возможности прямого вовлечения сейчас ограничены необходимостью концентрации сил на украинском направлении.
Вопрос дня

Что за ветеран сидел рядом с Путиным на параде Победы