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

В России задержали троих боевиков из банды Басаева
Темы дня

Истощение мировых резервов нефти на руку России

Резервы нефти в США упали до самого низкого уровня с 1982 года. Они активно тратили запасы, чтобы сдержать рост цен. И без этого нефтяные котировки улетели бы действительно выше. Однако был использован последний разрешенный транш изъятия топлива из резервов. Как США будут выкручиваться дальше?

На примирение Африки и Европы арабы бросили женщину

Крайне неожиданный политический ход сделал король Марокко Мухаммед VI – он впервые в истории назначил премьер-министром своей страны женщину. Чем известна Фатима Захра аль-Мансури, как женщина сможет править в традиционном исламском обществе – и ради чего марокканский король сделал такой выбор?

В ЕС сравнили финансирование Украины с поливанием пустыни

Трамп рассказал о спасшем самолет Flydubai сантехнике

Психотерапевт объяснил моду на демонстрацию недостатков на сайтах знакомств

Новости

Трамп не исключил введения запрета на экспорт американского дизеля

Президент США Дональд Трамп заявил, что пока не принял окончательного решения о введении запрета на экспорт дизельного топлива из страны, несмотря на критику этой инициативы со стороны нефтяной промышленности.

Google представила новое поколение модели ИИ Gemini 4

Компания Google представила свою новую модель искусственного интеллекта Gemini 4 Argon, ориентированную на решение сложных задач в программировании, финансах, юриспруденции и кибербезопасности.

ФСБ обнародовала архивы о массовых расстрелах в Бабьем Яре

ФСБ России опубликовала архивные документы, использовавшиеся советской стороной для Нюрнбергского процесса и свидетельствующие о массовых убийствах граждан СССР гитлеровцами и их пособниками в Бабьем Яре, Одессе и Каунасе.

Водитель грузовика принял удар фуры ради спасения людей во Владивостоке

Водитель грузовика в ДТП с 11 поврежденными машинами во Владивостоке Юсуф Каюмов намеренно подставил свой большегруз под удар летящей навстречу фуры с отказавшими тормозами, сообщил сам шофер.

Российские войска за сентябрь освободили 52 населенных пункта

Российские войска за сентябрь освободили 52 населенных пункта в зоне проведения СВО, больше половины из них находятся в Харьковской области, следует из данных Минобороны России.

ВС России поразили логистический узел в Киеве и дата-центр в Одессе

Ночью армия России нанесла удары по ключевым логистическим и коммуникационным узлам, а также морским судам, работающим в интересах украинских вооруженных формирований.

Производство стали в Евросоюзе упало до исторического минимума

Производство стали в странах Европейского союза сократилось до исторических минимумов на фоне высоких цен на энергоносители, американских пошлин и давления со стороны Китая.

Нетаньяху заявил о предотвращении нового 11 сентября

Премьер-министр Израиля Биньямин Нетаньяху заявил, что действия раненого индийского пилота и израильского пассажира предотвратили катастрофу, сопоставимую с терактами 11 сентября, на борту следовавшего в Израиль самолета авиакомпании FlyDubai.

В России начали действовать новые правила лицензирования табака и вейпов

С 1 октября в России вступил в силу закон о лицензировании оборота табачной и никотиносодержащей продукции, документ охватывает закупку, хранение, поставку, а также розничную и развозную торговлю.

Четырех пассажиров рейса Flydubai представили к высшей награде Израиля

Президент Израиля Ицхак Герцог пообещал наградить четырех израильтян, которые обезвредили пилота с ножом на рейсе авиакомпании Flydubai.

Politico: Макрон и Карни возглавили «сопротивление» Трампу

Президент Франции Эммануэль Макрон и премьер-министр Канады Марк Карни стали «лидерами сопротивления» президенту США Дональду Трампу, публично насмехаясь над американским лидером.

Суд утвердил восьмилетний срок историку Тамаре Эйдельман

Апелляционный суд оставил без изменений приговор историку Тамаре Эйдельман (иноагент), осужденной на восемь лет за реабилитацию нацизма и фейки о российской армии.
Мнения

Глеб Простаков: Как продовольственный рынок стал полем боя

Два логистических узла, кормивших планету, одновременно вышли из строя – и это не локальная проблема, а структурный вызов всей системе глобальной продовольственной безопасности.

Илья Ухов: Возвращение Донбасса и Новороссии уже стало победой СВО

Россия возвращает себе свое, отторгнутое от живого тела страны. Нет сомнений, что все цели и задачи на этом пути мы выполним. А Донбасс и Новороссия отстроятся и восстановятся от шрамов войны, обретут новое дыхание и станут еще одной точкой притяжения капиталов и людей.

Тимур Шерзад: Территории удерживает сила, а не признание других стран

30 сентября отмечается воссоединение с Россией республик Донбасса, а также Запорожской и Херсонской областей. Часто по старой памяти подобные события рассматривают в первую очередь с точки зрения согласия других держав – а это бессмысленно.
Вопрос дня

Как были обретены мощи святого князя Дмитрия Донского