Эмулятор квантового компьютера для подготовки инженеров создали в ТГУ

Россия активно развивает квантовые технологии, которые обещают революцию в вычислениях, коммуникациях и безопасности передачи данных. Для обучения будущих квантовых инженеров на радиофизическом факультете Томского государственного университета создали эмулятор квантовых вычислений.

Web-лаборатория РФФ ТГУ используется для обучения специалистов, которые будут создавать квантовые компьютеры, сенсоры и системы связи, сообщили в пресс-службе вуза.

В настоящее время в России только два эмулятора квантового компьютера — в ТГУ и Росатоме — включены в экосистему квантовых вычислений и рекомендованы для широкого использования. Образовательная платформа в ТГУ разработана при поддержке программы «Приоритет 2030».

«Очевидными лидерами в области квантовых технологий являются Китай и США. Но и другие страны — Япония, Канада, Великобритания и Россия — тоже активно развивают квантовые технологии и инвестируют в исследования, — рассказал декан РФФ ТГУ Александр Коротаев. — В России лидерами в этой области являются специально созданные структуры РЖД и Росатома. Их аналитики говорят о том, что в нашу жизнь квантовые технологии войдут в горизонте пяти лет. К этому времени в стране должны быть специалисты в области квантовой инженерии. Поэтому мы ввели специализированные модули в две программы — „Приборы и устройства нанофотоники“ и „Цифровые технологии фотоники и радиофизики“».

В рамках пилотного проекта по совершенствованию системы высшего образования РФ, в котором участвует ТГУ, разрабатывается профильная программа исключительно под задачу подготовки специалистов в области квантовых технологий (коммуникаций, вычислений и сенсорики).

«Web-лаборатория по квантовым вычислениям представляет собой образовательную платформу. Она включает теоретический материал по основам квантовых вычислений и набор практических работ для закрепления материала, — отметил один из разработчиков эмулятора, заведующий кафедрой информационных технологий в исследовании дискретных структур РФФ ТГУ Станислав Торгаев. — Наша web-лаборатория позволяет создавать квантовые алгоритмы и симулировать их работу. При этом построение квантовых алгоритмов осуществляется в графическом формате в виде наборов квантовых гейтов (логических операций с кубитами), тем самым упрощается процесс освоения материала».

В стране пока существуют всего три эмулятора квантового компьютера — «Телеквант» (СП «Квант», Росатом), «Web-лаборатория по квантовым вычислениям» (НИ ТГУ) и «Quantum MIREA» (РТУ МИРЭА). При этом только два первых включены корпорацией Росатом в экосистему квантовых вычислений и рекомендованы для широкого использования.

Наряду с подготовкой будущих квантовых инженеров представители РФФ принимают участие в формировании профессионального стандарта специалиста по квантовым вычислениям. По прогнозу экспертов к 2030 году отрасли квантовых коммуникаций потребуется около 8 500 специалистов, а спрос на специалистов в области квантовых вычислений будет в несколько раз выше.

«Внедрение квантовых технологий будет кардинально трансформировать все сферы, в особенности те области, которые связаны с передачей и хранением больших массивов данных, например, банковский сектор, — добавил Александр Коротаев. — Привычные системы безопасности рухнут, поскольку квантовый компьютер будет очень быстро „вскрывать пароли“ и зашифрованные данные, но будут появляться новые системы, основанные на квантовой физике. Поэтому потребность в профессиональных кадрах будет очень острой».

Напомним, 2025 год объявлен Международным годом квантовой науки и технологий в честь 100-летия создания квантовой механики, чтобы повысить осведомленность об этой области и ее потенциале. Цель — подчеркнуть важность квантовых технологий для будущего, например, в области биотехнологий, новых материалов, высокопроизводительных вычислений, безопасной коммуникации и других инноваций.


Программа развития ТГУ на 2025–2036 годы реализуется при поддержке федеральной программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030» (нацпроект «Молодежь и дети»).