Përmbajtje:

Qëllimet dhe objektivat e qendrës shkencore ruse me një kompjuter kuantik dhe biosensorë
Qëllimet dhe objektivat e qendrës shkencore ruse me një kompjuter kuantik dhe biosensorë

Video: Qëllimet dhe objektivat e qendrës shkencore ruse me një kompjuter kuantik dhe biosensorë

Video: Qëllimet dhe objektivat e qendrës shkencore ruse me një kompjuter kuantik dhe biosensorë
Video: Джон Хантер рассказывает об игре "Мир во всём мире" 2024, Marsh
Anonim

Ardhja e kompjuterëve kuantikë do t'i lejojë njerëzimit të krijojë lloje të reja karburanti dhe të bëjë një përparim në mjekësi. Ky mendim ndahet nga drejtori i Qendrës Shkencore "Functional Micro / Nanosystems" në Universitetin Teknik Shtetëror të Moskës. N. E. Bauman Ilya Rodionov. Sipas tij, një nga detyrat kryesore të laboratorit të drejtuar prej tij është zhvillimi i pajisjeve për llogaritjen kuantike. Në një intervistë për RT, shkencëtari foli edhe për zhvillimin e biosensorëve për diagnostikimin e një gjendjeje njerëzore në kohë reale.

Si u krijua qendra juaj, cila është ajo?

- Qendra u krijua jo shumë kohë më parë, pesë vjet më parë. Ideja e krijimit të saj bazohet në zhvillimin e pajisjeve të bazuara në parime të reja fizike. Ne donim të krijonim teknologji që ende nuk ekzistojnë në botë dhe që do të përfitojnë njerëzit.

Në krijimin e qendrës u përfshinë 11 kompani lider botërore, e cila bëri të mundur sigurimin e infrastrukturës së nevojshme dhe pajisjeve më të mira. Projekti u zbatua me shpejtësi, në vetëm një vit. Tre muaj më vonë, filluam të zhvillojmë zgjidhje teknologjike, mbi bazën e të cilave sot po krijohen të gjitha pajisjet në qendër.

Qendra bazohet në një "dhomë të pastër" - një dhomë industriale në të cilën kontrollohet lagështia, temperatura dhe sasia e grimcave në ajër. Këta parametra janë jashtëzakonisht të rëndësishëm, sepse ne po punojmë me struktura shumë të vogla, rreth 10 nanometra në madhësi, të cilat janë të mijëtat e diametrit të një floku të njeriut.

Ju po kryeni kërkime mbi zhvillimin e bazës së elementeve për pajisjet e një gjenerate të re: nga kompjuterët kuantikë te sensorët biologjikë. Çfarë keni arritur të bëni?

- Do të veçoja tre fusha kyçe në të cilat rezultatet tona kanë arritur nivelin botëror dhe në disa vende edhe e kanë tejkaluar atë. Qendra është kontraktori kryesor teknologjik për dy nga projektet më të mëdha në Rusi në fushën e informatikës kuantike. Secili prej tyre zhvillon bazën e vet të elementeve: çipa fotonikë të bazuar në parimet e nanofotonikës dhe qarqet kubit të bazuara në superpërçues.

Të gjithë laboratorët kryesorë në Rusi që merren me llogaritjen kuantike përdorin çipat tanë. Në parametra individualë, elementët funksionalë të pajisjeve tona demonstrojnë rezultate që tejkalojnë nivelin botëror.

Fusha e dytë është bioteknologjia. Janë zhvilluar disa teknologji për krijimin e të ashtuquajturave laboratorë në një çip. Ky është drejtimi që do të ndihmojë në shpëtimin e jetëve në të ardhmen. Ne po zhvillojmë pajisje portative që mund të diagnostikojnë gjendjen e një personi në kohë reale dhe madje të kryejnë një efekt terapeutik.

Fusha e tretë më e rëndësishme është zhvillimi i sensorëve të sensorëve dhe burimeve të rrezatimit. Gjatë tre viteve të fundit, ne kemi vendosur disa rekorde botërore menjëherë, kemi krijuar sensorë biologjikë me ndjeshmëri rekord ndaj shënuesve veçanërisht të rëndësishëm. Disa nga këta sensorë mund të zbulojnë deri në tre grimca të materies për trilion grimca materie në të cilat ato janë tretur. Nuk ka pajisje të tilla në botë sot.

Së bashku me partnerët tanë amerikanë, ne prodhojmë struktura mbi të cilat krijohen burime me një foton. Këto janë pajisje që përdoren në biologji, informatikë kuantike dhe komunikime.

Si organizohet puna me studentët në qendër? A i merrni të gjitha apo vetëm më të mirat nga më të mirat dhe për një projekt specifik?

- Më të mirët nga më të mirët vijnë këtu, dhe jo vetëm nga universiteti ynë. Më shumë se 90% e studentëve dhe të diplomuarve të Baumanka, si dhe djem nga Universiteti Shtetëror i Moskës dhe Phystech, punojnë në qendër. Ne jemi të hapur për studentët dhe të diplomuarit e të gjitha universiteteve. Meqë ra fjala, unë shpesh them: "Djema, ne nuk kemi studentë këtu". Kjo do të thotë vetëm një gjë - të gjithë ata që vijnë këtu menjëherë punojnë me probleme praktike. Baza e metodës së mësimdhënies ruse, për të cilën Baumanka është e famshme, është mësimi në detyra reale, "luftarake". Çdo student është punonjësi ynë.

Të gjithë kanë akses në pajisje dhe materiale, a mund të bëjnë diçka të tyren?

- Pajisjet individuale brenda "dhomës së pastër" kushtojnë 2-3 milionë euro, prandaj, natyrisht, jo të gjithë kanë akses. Para se të mund të punoni në mënyrë të pavarur në pajisje të tilla, duhet të kaloni një sistem trajnimi me shumë faza. Testi i parë është një provim mbi njohjen e rregullave të sjelljes dhe punës brenda “dhomave të pastra”.

Pajisjet individuale brenda "dhomës së pastër" kushtojnë 2-3 milionë euro
Pajisjet individuale brenda "dhomës së pastër" kushtojnë 2-3 milionë euro

Pastaj djemtë kalojnë nëpër disa faza të trajnimit jashtë vendit - qoftë nga një prodhues pajisjesh ose në laboratorë që janë miqësorë me ne. Ata studiojnë për një kohë të gjatë - për të fituar akses në pjesë individuale të pajisjeve, duhet të studioni për rreth një vit.

Ju përmendët se çipat e prodhuar në qendrën tuaj përdoren në të gjithë laboratorët kryesorë rusë të angazhuar në informatikë kuantike. Si do të ndihmojnë zhvillimet tuaja në krijimin e një kompjuteri kuantik në formën e një pajisjeje fizike të vërtetë?

- Ndërtimi i një kompjuteri kuantik është një detyrë jashtëzakonisht e vështirë. Zhvillimi i pajisjeve të integruara, çipave të procesorit është vetëm një pjesë e projektit kuantik global. Ai përfshin gjithashtu algoritmet më komplekse, krijimin e softuerit special, instalimet kriogjenike eksperimentale.

Një ekip i madh profesionistësh nga universitete të ndryshme dhe grupe kërkimore aktualisht po punojnë për zgjidhjen e qëllimeve të përcaktuara. Detyra jonë është t'u ofrojmë kolegëve tanë një bazë elementesh cilësore, e cila do të shërbejë si bazë për një kompjuter kuantik rus.

Kur dhe ku mendoni se do të shfaqet kompjuteri i parë kuantik universal funksional i vërtetë? Pse është i rëndësishëm zhvillimi i tij?

- Është e vështirë të parashikohet se ku dhe kur do të krijohet një kompjuter kuantik. Ekspertët nga laboratorët dhe ndërmarrjet kryesore në botë i quajnë termat nga 5 deri në 20 vjet. Ne kemi punonjës të rinj në qendër, por jemi të matur në parashikimet tona. Edhe 15-20 vjet është një kohë shumë e afërt. Mundësitë që do të japë një kompjuter kuantik janë të pafundme, ato do të ndryshojnë tërësisht jetën e njerëzimit. Duke filluar nga barnat, pajisjet mjekësore dhe duke përfunduar me energji të reja, materiale të reja.

Mund të duhen deri në 20 vjet ose më shumë për të zhvilluar një kompjuter kuantik
Mund të duhen deri në 20 vjet ose më shumë për të zhvilluar një kompjuter kuantik

Shanset janë që më në fund do të jemi në gjendje ta mposhtim kancerin. Një numër i madh fushash aplikimi kërkojnë llogaritje dhe simulim ultra të shpejtë të sistemeve kuantike, të cilat do të bëjnë të mundur krijimin e një procesori kuantik. Kjo është një arritje e madhe e njerëzimit, e cila padyshim do të bëhet realitet. Dhe shpresoj që të ndodhë pikërisht këtu.

Ju folët për krijimin e biosensorëve dhe zhvillimin e teknologjisë për krijimin e materialeve për ta. A ka prototipe pune, zhvillime premtuese për të cilat mund të flisni?

- Krenaria jonë është një qasje e re në krijimin e materialeve epitaksiale (materiale me një rrjetë kristalore perfekte. - RT). Më parë, ato bëheshin duke përdorur metoda shumë të shtrenjta. Ekipi ynë arriti të zhvillojë një teknologji relativisht të lirë, të cilën e patentuam në Federatën Ruse, dhe tani po lëshojmë një patentë ndërkombëtare.

Mësuam se si të krijojmë argjend epitaksial, mbi të cilin shkencëtarët në mbarë botën kanë punuar pa sukses për 60 vitet e fundit. Një numër pajisjesh unike plazmonike janë krijuar në bazë të argjendit: një burim rrezatimi, një sensor me ndjeshmëri rekord, detektorë të shënuesve biologjikë për përcaktimin e sëmundjeve kardiovaskulare.

E njëjta teknologji është e zbatueshme për metalet e tjera të përdorura në biosensorikë dhe në burime me një foton. Për shembull, bazuar në aluminin epitaksial, ne bëjmë kubit superpërçues. Zgjidhja jonë doli të ishte vërtet universale.

Na tregoni për rolin dhe rëndësinë e nanofotonikës. Pse Rusia duhet të zhvillojë këtë drejtim?

- Elektronika është zhvilluar shumë shpejt gjatë dekadave të fundit. Bartësit në këto pajisje janë elektronet. Por elektroni është në thelb i kufizuar. Fotonika, nga ana tjetër, na jep mundësinë të punojmë me një tjetër bartës informacioni - një foton që mund të kontrollohet.

Drita është më e shpejta që kemi. Transportuesit më të përsosur janë ende të panjohur për njerëzimin. Prandaj, ne e konsiderojmë gjithçka që lidhet me nanofotonikën si jashtëzakonisht premtuese. Këto janë lloje të reja të pajisjeve kompjuterike, pajisje të reja biologjike, një sërë drejtimesh të aplikuara.

– E keni përmendur tashmë “laboratorin në çip”. Çfarë është, si mund të aplikohet apo po aplikohet tashmë?

- "Laboratori në një çip" - një përpjekje për të ndryshuar bazën e punës në fushën e analizave biomjekësore. Për shembull, për të bërë një analizë gjaku sot, ne shkojmë në laborator dhe marrim një mostër. Pastaj për ca kohë - disa orë ose disa ditë - presim rezultatin. Pra, në "laboratorin në një çip" puna me mostra transferohet në nivelin e mikrometrit, në shkallën mikro. Kjo ju lejon të shpejtoni rrënjësisht të gjitha proceset.

Gjendja jonë do të jetë e mundur të vlerësohet në kohë reale. Ne do të mbajmë në xhepat tanë një lloj pajisjeje që do të thotë se gjithçka është në rregull. Ose, për shembull, se niveli i kolesterolit është tejkaluar ose një tregues tjetër i rëndësishëm.

Çfarë veglash do të përdorë një person në të ardhmen e afërt? Çfarë do të zëvendësojë “orët inteligjente” ekzistuese?

- Nëse imagjinojmë se janë krijuar një kompjuter kuantik dhe pajisje të tipit “laboratori në çip”, të cilat kanë pajisje fotonike “në bord”, me të cilat ne po punojmë në mënyrë aktive, atëherë “orët tona inteligjente” mund të shndërrohen në një. qendra e të dhënave që funksionon me një fuqi më të madhe se çdo superkompjuter në tokë tani. Dhe ky është vetëm fillimi.

Një kompjuter kuantik do të bëjë të mundur llogaritjen e substancave me veti të paracaktuara dhe krijimin e burimeve të reja të karburantit
Një kompjuter kuantik do të bëjë të mundur llogaritjen e substancave me veti të paracaktuara dhe krijimin e burimeve të reja të karburantit

Pse makinat nuk fluturojnë? Sepse ne nuk kemi një burim karburanti që do të na lejonte t'i mbajmë motorët në punë për një kohë të gjatë. Ekziston një avion ngritjeje vertikale dhe një motor i tillë mund të futet në një makinë. Sidoqoftë, kjo do të kërkojë një rezervuar të tërë karburanti.

Një kompjuter kuantik do të bëjë të mundur llogaritjen e substancave me veti të paracaktuara dhe krijimin e burimeve të reja të karburantit. Me ardhjen e gjërave që po bëjmë sot në qendër, do të vijnë shumë teknologji të reja dhe të gjithë këta filma fantastikë Star Wars do të jenë afër realitetit pas një kohe.

Recommended: