В МИЭМ НИУ ВШЭ открывается магистерская программа «Квантово-информационные технологии»
О том, что она предлагает абитуриентам и почему будущее — за квантовыми технологиями, рассказывает научный руководитель программы, профессор департамента электронной инженерии Константин Арутюнов.
Когда классическая физика не работает
Устройства, обеспечивающие передачу, хранение и обработку информации, требуют постоянного совершенствования, но этот процесс сталкивается с ограничениями. Некоторые из них могут быть преодолены благодаря отдельным ухищрениям, например, мультиплексированию и параллельной обработке сигналов. Но все мировые авторитеты в области микро- и нанотехнологий сходятся во мнении, что в самое ближайшее время (по различным прогнозам в 2017-2018 годах) дальнейшее увеличение степени интеграции коммерческих наноэлектронных изделий перестанет быть возможным.
Одна из причин этого — фундаментальная. При достижении определенных размеров процесс протекания электрического тока в сверхминиатюрных элементах уже не подчиняется законам классической физики — свою роль начинают играть качественно новые квантовые явления, нарушающие штатный режим работы устройства. Типичным проявлением таких квантовых явлений является уменьшение электрической проводимости вплоть до перехода в изолирующее состояние. Но те же самые «квантовые» явления могут быть использованы для разработки качественно новых принципов работы электронных систем. Например, для построения квантовых логических элементов нового поколения — кубитов (англ. qubit), основанных на качественно отличных от классических принципах передачи, обработки и хранения информации.
Квантовая информатика — новая дисциплина, что сказывается и на количестве специалистов, способных ее преподавать, и на уровне подготовки абитуриентов. Но мы нашли решение этих проблем
В основе работы таких устройств лежат законы квантовой физики, открывающие совершенно новые возможности для таких областей, как информатика, телекоммуникация, метрология и вычислительная техника. Квантово-информационные технологии также открывают новые горизонты для фундаментальных исследований в широком спектре дисциплин, которые до недавнего времени считались не имеющими друг с другом почти ничего общего — лингвистике и квантовой криптографии, нейрохирургии и квантовой информатике.
Наши студенты получат знания и навыки, которые позволят им проводить такого рода исследования. Кроме того, мы осознанно сделали программу англоязычной — это язык, на котором «говорят» современные естественные и инженерные науки. Наши выпускники смогут полноценно вести профессиональное общение, научную дискуссию и представлять результаты своей деятельности своим коллегам в любой точке мира.
Как будет проходить обучение
Программа включает базовые и вариативные дисциплины, охватывающие такие области знания, как микро- и наноэлектроника, квантовая механика, фотоника, метаматериалы, сверхпроводимость, информационные сети и системы и другие. Значительное внимание будет уделено вопросам прикладной математики, необходимым для выработки у студентов умения использовать специальный математический аппарат.
Квантовая информатика новая, быстроразвивающаяся дисциплина, что сказывается и на количестве специалистов, способных ее преподавать, и на уровне подготовки абитуриентов. Но мы нашли решение этих проблем. С одной стороны, мы продумали блок вводных курсов, который позволит студентам с базовым образованием на уровне бакалавриата эффективно подготовиться к изучению сложных специализированных дисциплин. С другой стороны, сами специализированные курсы будут читать приглашенные лекторы, являющиеся ведущими и, что важно, практикующими исследователями в соответствующих областях.
Существенной частью обучения станут практические занятия, связанные с технологией изготовления и микроскопического анализа систем нанометровых размеров. Они будут проходить в том числе в лабораториях базовых кафедр и партнерских исследовательских организаций МИЭМ НИУ ВШЭ.
Наш «идеальный абитуриент» — это бакалавр по естественным наукам, прослушавший базовые курсы физики и высшей математики и мотивированный на получение знаний не по толстым учебникам, а «из первых рук»
Так, нашим студентам будут доступны ресурсы и оборудование базовой кафедры квантовой оптики и телекоммуникаций ЗАО «Сконтел», базовой кафедры Всероссийского научно-исследовательского института оптико-физических измерений, базовой кафедры НИИ систем связи и управления, базовой кафедры РКК «Энергия», а также лабораторий Института физических проблем им. П.Л. Капицы Российской академии наук.
Каких абитуриентов ждут на программе
Мы были бы рады видеть, например, инженеров-проектировщиков радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуры, инженеров служб эксплуатации радиоэлектронных систем, информационных технологий и систем безопасности, специалистов испытательных лабораторий в области нанотехнологий, криптографии, метрологии и информатики.
Но в целом, наш «идеальный абитуриент» — это бакалавр по естественным наукам, прослушавший базовые курсы физики и высшей математики и мотивированный на получение знаний не по толстым учебникам, которых все равно еще не существует по нашей дисциплине, а «из первых рук» — от ведущих специалистов мирового класса.
Кроме того, мы рассчитываем, что программа привлечет студентов не только из России. Мы уверены, что сможем предложить образование высокого класса по вполне конкурентоспособной стоимости для студентов из стран ближнего зарубежья, Дальнего Востока, Индии, Южной и Восточной Европы. Отучившись у нас, они точно смогут найти работу в международных компаниях.
Что делать после магистратуры
Направленность магистерской программы «Квантово-информационные технологии» позволит ее выпускникам работать в широком спектре исследовательских организаций: академических институтах РАН, международных исследовательских центрах CERN и EASA, национальных исследовательских организаций типа CNRS (Франция) или DFG (Германия). И, конечно, мы будем рады, если наши магистры еще на некоторое время задержатся в Вышке, поступив в аспирантскую школу по техническим наукам.
Но наряду с академической для наших выпускников будет открыта и профессиональная карьерная траектория. Их знания и навыки будут востребованы в научно-исследовательских и конструкторских организациях оборонной, авиакосмической, радиоэлектронной и атомной промышленности России, а также в крупных международных компаниях, занимающихся информационными технологиями (например, D-Wave Systems или Google).
Арутюнов Константин Юрьевич
Профессор департамента электронной инженерии ВШЭ
Вам также может быть интересно:
«Мы можем изменять спины электронов, прикладывая внешнее магнитное поле»
Ученые ВШЭ, МФТИ и Института физики твердого тела РАН совместно с коллегами из Англии, Швейцарии и Китая изучили свойства тонкослойной гетероструктуры «платина — ниобий». Проведенные ими эксперименты и теоретические расчеты подтвердили, что при контакте со сверхпроводником в платине возникает спин, который можно использовать как носитель информации. Платина не обладает собственным магнитным моментом, что в перспективе дает возможность создавать на базе новой структуры еще более миниатюрные чипы, чем в «традиционной» спинтронике. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
Микролазеры с квантовыми точками оказались способны работать даже при высоких температурах
Ученые из Международной лаборатории квантовой оптоэлектроники НИУ ВШЭ в Санкт-Петербурге исследовали, как размер резонатора влияет на температуру работы микродискового лазера с квантовыми точками в режиме двухуровневой генерации. Выяснилось, что микролазеры способны генерировать излучение на нескольких частотах даже при высокой температуре. Это позволит в будущем использовать микролазеры в фотонных интегральных схемах и передавать в два раза больше информации. Результаты исследования опубликованы в журнале Nanomaterials.
Атомные часы, квантовые деньги и разноцветные алмазы: как прошел День света на факультете физики ВШЭ
В конце мая факультет физики Вышки впервые организовал День света для студентов и абитуриентов. Его целью стало погружение школьников и учащихся младших курсов в увлекательный мир науки. Ученые ВШЭ рассказывали о распространении света в галактике, демонстрировали волновую теорию света на потолке лекционного зала и опыты с получением флуоресцеина. А студенты старших курсов представили свои исследовательские работы.
Туннельный контакт помог изучить электронную структуру углеродных нанотрубок
Российские физики показали, что можно использовать туннельный контакт для спектроскопии электронных состояний углеродных нанотрубок. Предложенная технология изготовления туннельного контакта и метод спектроскопии помогут точно определять ширину запрещенной зоны нанотрубок, которая является ключевой характеристикой для разработки любых электронных устройств на их основе. Результаты работы были представлены в журнале Applied Physics Letters.
5 причин учиться на базовой кафедре квантовой оптики и нанофотоники Института спектроскопии РАН
Чем молодых физиков привлекает обучение в Вышке? Какие лаборатории ИСАН открыты для будущих профессоров и академиков? Выяснила новостная служба портала.
«Нам удалось быстро включить магистрантов-физиков в реальные научные исследования»
В этом году состоялся первый выпуск магистерской программы «Физика». О том, чего удалось достичь студентам, какими исследованиями они занимались во время учебы и как будет меняться программа в будущем, рассказал ее академический руководитель, директор Института теоретической физики им. Л. Д. Ландау, член-корреспондент РАН Владимир Лебедев. Подать документы на программу можно до 31 июля.
Какими исследованиями занимаются в магистратуре по физике
Студенты магистерской программы «Физика» сразу приступают к исследованиям в ведущих академических институтах, участвуют в проводимых в лабораториях этих институтов экспериментах и готовят научные публикации по результатам своих работ. Рассказываем о трех исследованиях выпускников 2019 года, которые получили высокие оценки экспертов, а сами выпускники — рекомендации в аспирантуру.
В Вышке появятся первые экспериментальные лаборатории по физике
Конкурсная комиссия НИУ ВШЭ подвела итоги международного конкурса на создание физических лабораторий. Его победителями стали два проекта — лаборатория Ван-дер-Ваальсовых гетероструктур и лаборатория нанофотоники и функциональных материалов.
Как поступить в магистратуру факультета физики по результатам научных исследований
25 мая на факультете физики состоится конкурс студенческих научных работ. Его победители и призеры получат льготы при поступлении на магистерскую программу «Физика». Прием заявок на конкурс продолжается по 23 мая. Рассказываем, как он будет проходить.
«День открытых дверей»: где учатся физики
Домашняя атмосфера, лояльные преподаватели и возможность заниматься наукой уже с первого курса — так устроен один из самых молодых факультетов Вышки, факультет физики. В проекте «День открытых дверей» о нем рассказывают студенты бакалаврской программы «Физика» Арслан Галиуллин (2 курс) и Софья Лопатина (1 курс).