Ведущие ученые России рассказали о переднем крае науки и технологий на первой выездной встрече из цикла «Время науки» в Самаре.
Студенты, аспиранты и молодые ученые Самарского университета имени академика С.П. Королёва узнали о создании новых уникальных физических лабораторий, получении рекордных научных результатов и возможности присоединиться к амбициозным научно-технологическим проектам по научной программе НЦФМ.
Мероприятия из цикла также пройдут в Москве, Нижнем Новгороде, Калининграде, Йошкар-Оле и Иваново. Они организованы при поддержке Госкорпорации «Росатом», Национального центра физики и математики, МГУ Саров и РФЯЦ-ВНИИЭФ в Десятилетие науки и технологий.
Научный руководитель НЦФМ академик РАН Александр Сергеев прочитал лекцию «Энергия бесконечности: для чего нужен сверхмощный лазер, где спрятана темная материя во Вселенной и какие загадки решают ученые НЦФМ».
«Национальный центр физики и математики начал развиваться в конце 2020 года, когда Президенту РФ Владимиру Владимировичу Путину был представлен проект нового современного научного центра, где рядом с нашим ядерным щитом страны на одной открытой площадке соединятся фундаментальная и прикладная наука, образование и трансфер технологий, куда будет интересно приезжать работать как ведущим, так и молодым ученым, а также нашим коллегам из-за границы. В НЦФМ мы создаем новые уникальные экспериментальные установки, которые позволят учёным решать сложнейшие открытые вопросы науки и технологий. Например, в проекте по созданию фотонной вычислительной машины активно участвует команда под руководством президента Самарского университета имени академика С.П. Королёва, академика РАН Виктора Александровича Сойфера, и результат его коллег по созданию уникального аналогового фотонного процессора – один из лучших достигнутых в рамках научной программы НЦФМ в 2023 году. С развитием искусственных нейросетей мы понимаем, что будущее за аналоговыми специализированными фотонными устройствами, ведь универсальный цифровой процессор последовательно выполняет ряд операций, но огромную матрицу за разумное время, даже за год, не решит. Есть более понятная процедура перемножения матриц посредством распространения света через фазовые экраны, и этим занимаются в вашем Университете – у вас мировой ведущий центр по обработке аналоговых сигналов. Приглашаю вас заняться этими задачами!», – отметил Александр Сергеев.
В ходе лекции академик представил три установки класса «мегасайенс», создающиеся по научной программе НЦФМ: многофункциональный ускорительный комплекс для исследования вещества на уровне нуклонов, Центр исследований экстремальных световых полей, в котором ученые планируют «разрушить вакуум и посмотреть из чего состоит микромир на самом глубоком уровне», и фотонную вычислительную машину для сверхбыстрых вычислений. Ученый также рассказал о возможности обучения у ведущих исследователей России и профессоров МГУ имени М.В. Ломоносова в образовательном ядре НЦФМ – МГУ Саров.
Профессор Самарского университета имени академика С.П. Королёва Роман Скиданов подчеркнул роль университета в укреплении технологического суверенитета страны и отметил в своем докладе «Оптические аналоговые вычисления» особенности создания аналогового фотонного процессора с рекордной производительностью.
«С НЦФМ мы взаимодействием давно и занимаемся развитием аналоговых фотонных вычислителей. Почему аналоговых, а не цифровых? Известно, что в цифровых фотонных структурах сигнал быстро затухает и в ближайшее время не появится практическая возможность усиления именно цифрового фотонного сигнала, поэтому мы начали развивать аналоговые вычисления. Сегодня мы можем в аналоговых фотонных устройствах реализовать классический метод обработки информации, разработанный в том веке Вандер Люгтом, с помощью новых высокоэффективных пространственных модуляторов света. Оптические вычисления сейчас не выполняются со скоростью света, так как их скорость зависит от электронных модуляторов, работающих с определенной частотой, и действительно сейчас фотонная система не может соревноваться с электронной вычислительной машиной при решении универсальных задач. Но аналоговые вычислители незаменимы в тех приложениях, где аналоговая обработка была и всегда будет доминирующей, например, в задачах распознавания изображений. Скорость обработки информации в аналоговом фотонном процессоре, который мы реализуем в рамках научной программы НЦФМ, близка к рекордной в мире, надёжность системы в новых экспериментах составила около 98%. 100% вряд ли возможно достичь, так как система проверяется на основе распознавания рукописных, небрежно написанных цифр из базы данных MNIST, даже естественная нейросеть с этой задачей не всегда справляется. Уже сейчас число операций, проводимых в процессоре в одном цикле, довольно высоко, и мы можем ещё на пару порядков число увеличить. Призываем всех студентов присоединяться к нашей работе, нам остро не хватает сотрудников», – поделился Роман Скиданов.
О жизни в Сарове и возможностях трудоустройства в федеральный ядерный центр рассказал представитель РФЯЦ-ВНИИЭФ Сергей Шаньдюк.
«РФЯЦ-ВНИИЭФ является частью Госкорпорации «Росатом» и расположен в Нижегородской области, закрытом городе Сарове. В Сарове есть все те же социальные, культурные и спортивные организации, что и в других крупных городах России; из города также ходят прямые поезда в Москву, Нижний Новгород и Саранск. В РФЯЦ-ВНИИЭФ организован полный жизненный цикл изготовки высокотехнологичных изделий: от создания их цифровых двойников до реализации изделий на производственных площадках и, если необходимо, их утилизации. Внутри РФЯЦ работают шесть научных институтов, четыре конструкторских бюро и две производственные площадки. Например, в Институте теоретической и математической физики РФЯЦ-ВНИИЭФ устроено много выпускников МГУ Саров, которые сегодня занимаются созданием цифровых двойников разных высокотехнологичных устройств, связанных с научной программой НЦФМ. В Институте цифровых технологий РФЯЦ-ВНИИЭФ выпускники МГУ Саров участвуют в развитии технологий искусственного интеллекта, отечественного ПО и суперкомпьютеров. РФЯЦ-ВНИИЭФ сотрудничает с более чем 40 вузами РФ, и, например, почти всё КБ-12 составляет династия выпускников Самарского университета имени С.П. Королёва», – отметил Сергей Шаньдюк. Он также выделил, какие особые карьерные возможности гарантирует ядерный центр выпускникам МГУ Саров, если они после выпуска трудоустраиваются в РФЯЦ-ВНИИЭФ.
Запись трансляции доступна по ссылке.
«Время науки» – это серия выездных встреч Национального центра физики и математики, МГУ Саров и РФЯЦ-ВНИИЭФ в партнерские вузы Госкорпорации «Росатом» в целях развития непрерывной подготовки высококвалифицированных научных и инженерно-технических кадров, а также эффективного взаимодействия государства, образовательных организаций и бизнеса для решения задач технологического суверенитета России и реализации инициатив Десятилетия науки и технологий.
Расписание серии встреч «Время науки»:
• 20 марта, Нижний Новгород:
«Время науки» с Нижегородским государственным техническим университетом имени Р.Е. Алексеева.
• 27 марта, Йошкар-Ола:
«Время науки» с Поволжским государственным технологическим университетом и Марийским государственным университетом.
• 28 марта, Калининград:
«Время науки» с Балтийским федеральным университетом имени Им. Канта.
• 3 апреля, Иваново:
«Время науки» с Ивановским государственным энергетическим университетом.
• 4 апреля, Москва:
«Время науки» с Московским государственным техническим университетом им. Н.Э. Баумана.
