6 июня научный руководитель Национального центра физики и математики (НЦФМ) академик РАН Александр Сергеев рассказал школьникам и студентам челябинских вузов об амбициозных проектах в области передовой физики и прикладной математики, которыми занимаются ведущие учёные со всей страны. Научный руководитель НЦФМ также представил уникальную экспериментальную базу, которую создают российские специалисты для открытия новых фундаментальных законов природы и достижения технологического суверенитета страны в рамках программы НЦФМ.
В Челябинском государственном университете (ЧелГУ) состоялась лекция «Национальный центр физики и математики: фундаментальная наука и обеспечение технологического суверенитета и безопасности России». Научный руководитель НЦФМ академик РАН Александр Сергеев рассказал физикам и математикам Челябинска о создании сверхмощных компьютеров, основанных на новых физических принципах, изучении природы молний, развитии нейроморфного искусственного интеллекта и других научных задачах, которые решают специалисты ведущих научных институтов и университетов России в рамках НЦФМ. Математики, физики и даже химики были увлечены лекцией известного учёного-лазерщика.
«Цифровая химия, моделируемая на компьютерах, – это история о том, что сначала современные материалы создаются на вычислительных устройствах. Заказчик ставит задачу перед химиками по созданию материалов с особой теплопроводностью, электропроводностью и другими характеристиками. Специалисты проверяют на компьютере, как по материалу идёт ток, как вещество реагирует на различные физические воздействия и так далее, постепенно выстраивая технологию созданию реальных материалов. У каждого процесса, явления или системы может быть цифровая модель, цифровой двойник. Если он способен показать, как материал функционирует во времени под разными воздействиями, это уже цифровой двойник полного жизненного цикла. В будущем любая технология будет восприниматься, только если к ней приложат паспорт полного жизненного цикла продукта. Это очень важна задача, за которую мы в Национальном центре физики и математики берёмся при поддержке Росатома», – отметил научный руководитель НЦФМ Александр Сергеев.
Учёные из 55 научных, образовательных и высокотехнологичных организаций России кооперируются для проведения фундаментальных и прикладных исследований НЦФМ: от изучения первых мгновений существования Вселенной до проверки характеристик материалов в сильных магнитных полях для электроники. Специально для учёных НЦФМ открыты установки атомной отрасли – двух Российских федеральных ядерных центров в Сарове и Снежинске – распоряжением Правительства России.
«Учёных влечёт эксперимент, благодаря которому можно проверить свои идеи. Чем уникальнее идея, тем сложнее её проверить – на установке должна быть возможность выставить строго определённые параметры для испытания теории. Сегодня научные установки класса «мегасайенс» существуют в единичном экземпляре. Обычно эти установки – это фабрики уникального знания. Какой эксперимент не проведёшь – всегда будешь первым. Эта возможность привлекает учёных со всего мира. В НЦФМ мы создаём целых три мегасайенс-проекта: фотонную вычислительную машину рекордной производительности, Центр исследований экстремальных световых полей на основе лазера с рекордной, экзаваттной мощностью и многофункциональный ускорительный комплекс с источником гамма-излучения рекордной яркости», – рассказал научный руководитель НЦФМ академик РАН Александр Сергеев.
Планируется, что установки класса «мегасайенс» будут созданы на базе НЦФМ к 2030 году. Сегодня учёные НЦФМ разрабатывают семь лабораторий меньшего размера, класса «мидисайенс», нужные для начала реализации мегасайенс-проектов и для развития приоритетных научных направлений: нейроморфного искусственного интеллекта, экспериментальной астрофизики, геофизики и других.
«Завтра состоится семинар в Южно-Уральском государственном университете по квантовым технологиям. Это та тема, в которой Челябинск стремится стать лидером в России или даже в мире. Как устроены каналы квантовой защиты информации? Специалисты передают последовательность оптических импульсов, кодируют информацию, например, по Евгению Онегину и так далее. Даже если этот канал прослушивается, самый мощный компьютер не успеет раскодировать информацию в течение дня, на раскодировку потребуется слишком много времени, что информация уже устареет. Создание систем квантового распределения ключей – это уже реальность, применимая к оптоволоконным линиям связи. Такими каналами сегодня защищён обмен между городами, научными институтами, подобная защита информации важна для банковской сферы, государства. Эта система будет создаваться здесь, в Челябинской области, и она свяжет много потребителей, будет большой рынок. Эта тема станет особенно актуальной, когда появится интернет вещей через низколетящие спутники. Поиск передачи таких ключей сквозь атмосферу – задача исключительно важная, которой мы будем заниматься в Национальном центре», – отметил научный руководитель НЦФМ Александр Сергеев.
В ходе рабочей поездки в г. Челябинск научный руководитель НЦФМ Александр Сергеев ознакомился с работой двух передовых лабораторий ЧелГУ: лабораторией дифракционного структурного анализа и учебной лабораторией медицинской физики. Исследователи Челябинского университета также представили делегации НЦФМ Центр коллективного пользования научным оборудованием «Наукоёмкие технологии». Сотрудники ЧелГУ показали научному руководителю НЦФМ Музей археологии и этнографии университета, где хранится коллекция экспонатов с раскопок Аркаима, поселения, существовавшего тысячелетия назад; а также крупнейший научный и социокультурный объект ЧелГУ – Ботанический сад Челябинского университета.
