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

ПВО сбила 213 украинских БПЛА над регионами России, Черным и Азовским морями
Темы дня

Россия лишает Украину остатков фронтовой авиации

Украина за сутки потеряла три истребителя МиГ-29, которые до сих пор остаются основой ее фронтовой авиации. Две машины были уничтожены на аэродроме в Николаевской области, еще одна рухнула в Полтавской области. Как говорят эксперты, для ВСУ это очень серьезный звонок. Россия достигла нового уровня разведки в реальном времени и вновь начала методично уничтожать самолеты противника на земле и в воздухе.

Отказ Кубы от социализма неправильно поняли

«Агрессия США усиливается из-за невозможности нас победить», – заявил президент Кубы Мигель Диас-Канель. В то же время кубинский парламент утвердил огромный пакет либеральных реформ, которые со стороны оценивают как переход к капитализму. Разве это не победа США?

Захарова ответила на желание Польши отнять здание российского генконсульства

Дмитриев объяснил работу кондиционеров только у руководства Еврокомиссии

Российские военные нашли способ борьбы с американскими дронами «Хорнет»

Новости

Эксперт: Ударом по «Самбекским высотам» Киев атаковал историческую память

Война Украины с российскими музеями – это война на уничтожение нашей исторической памяти и идентичности, сказал газете ВЗГЛЯД военный эксперт Александр Перенджиев. В субботу украинский беспилотник атаковал территорию музея «Самбекские высоты» в Ростовской области.

Вучич заявил об отставке через несколько недель

Выступая перед сотнями тысяч сторонников в Белграде, сербский лидер Александр Вучич анонсировал скорый уход в отставку ради проведения досрочных выборов.

Bloomberg: Ошибка разведки США привела к удару по школе в Иране

Трагедия в иранском городе Минаб с гибелью 175 человек произошла из-за серьезных системных просчетов при обмене данными внутри американских военных ведомств, отмечает Bloomberg.

Эстония заявила о необходимости усилить давление Евросоюза на Россию

Европе необходимо увеличить давление на Россию и расширить военную и финансовую поддержку киевского режима на фоне продолжающегося конфликта, заявил глава МИД Эстонии Маргус Цахкна.

ВС России изолировали гарнизон ВСУ в Константиновке

Украинская группировка оказалась в полной изоляции в Константиновке, а любые попытки ротации войск или эвакуации жестко пресекаются артиллерийским огнем, заявил командир 1-го Краснодарского гаубичного артиллерийского дивизиона «Южной» группировки с позывным Порог.

ГАИ анонсировала масштабные проверки водителей на российских дорогах

Российских водителей ждут массовые проверки на дорогах в период с 26 по 28 июня, пишут СМИ.

Лантратова: Вопрос по возвращению с Украины жителей Курской области закрыт

Вопрос по возвращению с Украины жителей Курской области закрыт, сообщила уполномоченный по правам человека в РФ Яна Лантратова.

ВС России поразили обеспечивающий ВСУ нефтеперерабатывающий завод в Запорожье

ВС России ударами «Гераней» поразили нефтеперерабатывающий завод, используемый в интересах ВСУ, в районе подконтрольного украинским войскам Запорожья, в результате возникло объемное горение, сообщило Министерство обороны.

Российские военные ликвидировали офицера украинских «рейнджеров»

В зоне проведения спецоперации российские военнослужащие уничтожили офицера шестого полка «Рейнджер» Сил специальных операций Украины Павла Антоненко, а также наемника из Грузии.

Бразильский «Ботафого» внезапно отказался от матчей в Москве

Бразильский футбольный клуб «Ботафого» в одностороннем порядке принял решение отказаться от поездки в Москву для участия в Братском кубке.

Axios: Трамп допустил отказ США от договоренностей Анкориджа

Американский лидер Дональд Трамп в ходе саммита G7 выразил готовность отменить «анкориджские договорённости», касающиеся российского контроля над Донбассом, сообщает Axios.

Профессор Диесен осудил программу НАТО по уничтожению тыловых авиабаз России

Профессор Университета Юго-Восточной Норвегии Гленн Диесен выразил обеспокоенность запуском программы Airfield Denial Challenge, направленной на уничтожение тыловых авиабаз России.
Мнения

Тимур Шерзад: «Катюше» исполнилось 85

Почему советская боевая машина реактивной артиллерии БМ-13, она же «Катюша», стала легендой – наравне с танком Т-34 или самым массовым боевым самолетом в истории авиации «Ил-2»?

Сергей Миркин: Зеленский и Нетаньяху – главные разжигатели войны

И для Зеленского, и для Нетаньяху на карту поставлено не только сохранение власти, но и, вероятно, свобода. Что они будут делать? Добиваться эскалации конфликтов.

Дмитрий Орехов: Чему Восток может научить Запад

Когда-то Запад, не стесняясь, выставлял всей планете свои требования. Теперь пора задуматься об ответных шагах. Если мы не будем мечтать сами, свои мечты нам обязательно навяжут другие.
Вопрос дня

Что за ветеран сидел рядом с Путиным на параде Победы