Что такое квантовые технологии и квантовые компьютеры? Почему они так нужны в современном мире? И как квантовые технологии уже меняют нашу жизнь? Об этом 7 декабря петербуржцам рассказал старший научный сотрудник группы «Квантовая оптика» Российского квантового центра и участник экспедиции «Ледокол знаний 2023» Дмитрий Чермошенцев в рамках федерального проекта сети Информационных центров по атомной энергии (ИЦАЭ) «Энергия науки».

Стартовал «ИЦАЭ OPEN: о котах и квантах» с лекции для школьников «Квантовые технологии: причём здесь котики и белые медведи?». Дмитрий Чермошенцев рассказал слушателям о том, где мы сталкиваемся с квантовыми технологиями сегодня, а также зачем нам сверхточный компьютер.

Квантовые технологии — перспективная область физики, занимающаяся изучением квантовой механики и разработкой инноваций на основе кванта — неделимой частицы, атома или фотона. Смартфоны и плоские телевизоры — результат развития квантовых технологий. Этот процесс еще не окончен: у этой области большой потенциал. Самое актуальное направление разработок — создание квантового компьютера, который можно будет использовать для изучения далеких планет или проведения сверхбыстрых расчетов.  

«Я занимаюсь строительством квантовых вычислительных устройств на фотонах, то есть работаю со светом. Стоит сказать, что свет – это объект, который давно интересует человечество. Люди всегда видели свет, смотрели на огонь, звёзды, солнце и всегда задавались вопросом: «Что же это такое? Зачем нужны эти яркие точки?». В начале люди считали, что свет – это частица, но позже в 19 веке была построенная теория, что свет является волной. Еще позднее выяснилось, что свет – это действительно волна, но только колеблется там электрическое поле (электромагнитное поле). И на этом многие учёные решили, что физика полностью изучена и больше узнавать нечего. Но человечество движется вперед и научное сообщество приняло решение, выяснить, как светится нагретое тело. Так человечество узнало, что мы видим только «видимый свет», но есть и свет который наш глаз просто не способен воспринять», — рассказал Дмитрий.

Гости ИЦАЭ также смогли познакомиться с выставкой фоторабот капитана атомного ледокола «50 лет Победы» Дмитрия Лобусова. Выставка приурочена ко Дню атомного ледокольного флота России, который отмечался 3 декабря. В течение всего декабря посетители центра смогут полюбоваться красотами Арктики, которые запечатлел за многие годы полярных рейсов капитан одного из самых крупных в мире атомоходов.

Познакомиться с ледоколами и их важной миссией в освоении Северного морского пути зрители смогли, посмотрев фильм «Атом, ломающий лёд». Эра атомных судов началась в декабре 1957 года со спуска на воду первого в мире атомохода «Ленин». Позже на смену ему пришли ледоколы второго поколения, а сейчас уже и третьего.

Продолжил разговор о физике, экспедициях и квантовых технологиях Дмитрий Чермошенцев с лекцией «Квантовые технологии и парадоксы квантовой физики». Квантовая физика – одна из самых захватывающих и необычных областей современной науки. Она позволяет не только проводить фундаментальные исследования, открывающие двери к ранее неизведанным знаниям, но и даёт возможность создавать уникальные технологии, имеющие огромное преимущество перед их аналогами.

«Давайте попробуем построить первую квантовую технологию. Берем источник квантовых фотонов (излучает одиночные фотоны) и посылаем их на светоделитель. Что же произойдет? Фотон это частица? Если это частица, то с вероятностью 50%, она либо пройдет прямо, либо пройдет вниз отразившись. При попадании на фотодетектор №1 – печатаем «1», а если на фотодетектор №2 – печатаем «0». Теперь, посылая большое множество фотонов на систему, мы с вами будем генерировать абсолютно случайную последовательность «0» и «1». Вы наверное слышали, что компьютеры все превращают в нули и единицы (двоичную систему). Таким образом, сейчас мы сделали генератор случайных чисел. Это устройство очень важное сейчас для криптографии и шифрования», – рассказал эксперт.

«Энергия науки» – проект, созданный сетью ИЦАЭ, чтобы знакомить жителей регионов с новейшими научными открытиями и идеями и формировать у аудитории широкую картину современной научной жизни. В рамках проекта лучшие популяризаторы, учёные и научные журналисты из разных регионов страны рассказывают о самых передовых теориях, открытиях и гипотезах.

В этот раз «Энергия науки» проходила в рамках «Арктического марафона» – серии научно-просветительских мероприятий Росатома, посвящённых проекту «Ледокол знаний» и экспедиции на Северный полюс на одном из самых мощных атомоходов в мире.

Арктическая экспедиция Росатома «Ледокол знаний» – рейс на атомном ледоколе «50 лет Победы» к Северному полюсу с участием самых умных и любознательных детей страны, победителей разнообразных конкурсов и проектов.

«Ледокол знаний — 2024» станет юбилейной экспедицией и пройдёт в год 65-летия атомного ледокольного флота.  Чтобы стать участником проекта, нужно зарегистрироваться на научно-просветительской платформе homo-science.ru и быть готовым сразиться в интеллектуальной битве.