СПАРК

«Квантовый компьютер решил невозможную задачу», «новая технология скоро взломает всю криптографию», «учёные создали кубит для компьютера будущего». Такие заголовки появляются почти каждую неделю. Иногда за ними действительно стоит важный результат. Иногда — интересный и красивый эксперимент, но далекий о решения реальных задач. А иногда осторожное научное «потенциально может применяться» по дороге до пресс-релиза превращается в «технология изменит мир». Как понять, что произошло на самом деле? 🔴 Что конкретно продемонстрировали? Есть большая разница между новой теоретической идеей, компьютерным моделированием и экспериментом на реальном устройстве. Фразы «исследователи предложили архитектуру» и «исследователи построили процессор» могут звучать похоже, но описывают совершенно разные стадии готовности технологии. 🔴 С чем сравнивали результат? Если квантовый алгоритм называют быстрее классического, важно узнать, с каким именно классическим методом его сравнивали. Иногда конкурентом оказывается не лучший современный алгоритм, а удобная базовая версия. Настоящее квантовое преимущество начинается не там, где квантовый компьютер решил задачу, а там, где он решил её лучше наиболее эффективного классического решения — с учётом времени, энергии и стоимости оборудования. 🔴 Какой ценой получен рекорд? Сто кубитов ещё не означают сто полезных кубитов. Нужно смотреть на точность операций, связность, время когерентности и глубину схемы, которую устройство может выполнить до того, как результат разрушит шум. То же относится к квантовой связи. Рекордное расстояние выглядит впечатляюще, но важны скорость передачи ключей, стабильность сети и необходимость использовать доверенные промежуточные узлы. 🔴 Можно ли масштабировать эксперимент? Управлять несколькими кубитами в лаборатории — не то же самое, что построить промышленную систему. При масштабировании появляются охлаждение, управляющая электроника, калибровка, коррекция ошибок и стоимость производства. Хорошая научная работа обычно честно говорит об этих ограничениях. Хайповая новость оставляет только рекорд. 🔴 Где опубликован результат? Научная статья с описанием методики и ограничений надёжнее пресс-релиза компании. Но даже публикация в хорошем журнале не означает, что технология готова к рынку. Статья подтверждает научный результат, а не существование коммерческого продукта. Мы обсуждали границу между технологией и обещаниями в выпусках с экономистом Даниилом Лобовым и представителем QRate Александром Приютовым. В обоих разговорах мы возвращались к одному вопросу: где заканчивается научный эксперимент и начинается реальный квантовый бизнес? Универсального ответа пока нет. В deep-tech между первой публикацией и массовым продуктом могут пройти годы или десятилетия. При этом компаниям уже сейчас нужно искать инвестиции, обучать специалистов и объяснять рынку, зачем их технология может понадобиться в будущем. Поэтому хайп — не всегда ложь. Чаще это слишком большая дистанция между реальным результатом и выводом, который из него сделали. Наш простой фильтр для квантовых новостей: Что именно сделали? С чем сравнили? Какие ограничения остались? Можно ли повторить и масштабировать результат? Если после прочтения новости на эти вопросы нет ответа, вероятно, перед вами пока не технологический прорыв, а хорошая история о будущем. #sparqexplain

Чтобы смоделировать движение атомов, нужно знать, как они взаимодействуют: какая энергия соответствует их расположению и какие силы действуют на каждый атом. Точные квантово-механические методы, например теория функционала плотности, умеют это рассчитывать. Но есть проблема: один расчёт может быть дорогим, а для моделирования движения материала нужны тысячи или миллионы таких вычислений. Классические межатомные потенциалы работают быстрее, но описывают взаимодействия с помощью заранее выбранных формул. Для сложных материалов, химических реакций и необычных атомных конфигураций этих приближений часто недостаточно. Здесь появляются машинно-обученные межатомные потенциалы. Принцип похож на обучение очень специализированной нейросети. Сначала исследователи проводят набор точных квантово-механических расчётов и получают для разных атомных структур: 🔴 полную энергию системы; 🔴 силы, действующие на атомы; 🔴 иногда напряжения и другие характеристики. После этого модель учится восстанавливать поверхность потенциальной энергии — своеобразную карту, которая показывает, какие конфигурации атомов устойчивы и куда они будут двигаться дальше. Одну из ключевых архитектур предложили Йорг Бехлер и Микеле Парринелло в работе 2007 года. Они показали, что нейронная сеть может описывать энергию больших атомных систем и при этом работать на порядки быстрее исходных квантовых расчётов. Современные модели пошли дальше. Например, MACE учитывает геометрию атомного окружения и то, как оно изменяется при поворотах системы. Это позволяет точнее описывать сложные многочастичные взаимодействия. Зачем всё это нужно? С машинно-обученными потенциалами можно моделировать системы из тысяч и даже миллионов атомов на временных масштабах, которые недоступны прямым квантовым расчётам. Так исследуют: 🔴 диффузию ионов в аккумуляторах; 🔴 дефекты и разрушение кристаллов; 🔴 катализаторы и химические реакции; 🔴 фазовые переходы; 🔴 аморфные материалы и сложные молекулы. Но есть нюанс. Такой потенциал не заменяет квантовую механику — он учится воспроизводить результаты выбранного квантового метода. Если модель встретит атомную конфигурацию, которой не было в обучающих данных, она может выдать убедительный, но физически неверный ответ. Поэтому главная задача здесь — не просто создать нейросеть, а понять, где ей можно доверять. Для этого модели проверяют на независимых структурах, дополняют новыми расчётами и переобучают на ситуациях, в которых они ошибаются. Машинно-обученный потенциал можно представить как очень быстрого ученика: он способен повторить миллионы решений эксперта, но только пока задача не выходит далеко за пределы пройденного материала. #sparqexplain

Дайджест новостей: — Квантовые коммуникации уже готовы приносить миллиарды — или пока существуют только благодаря государству? Вышел долгожданный выпуск с Александром Приютовым из QRate! — Как КРК распределяется через атмосферу? Пытаемся разобрать на пальцах — Новая многообещающая идея метода квантового распределения ключей — Продолжаем обозревать емкость квантового рынка в заметках о суверенных гонках компаний — Как родилась идея разговора с Даниилом Лобовым и чем можно продолжить эту дискуссию? #sparqnews Друзья, пока мы уходим снимать новые интересные выпуски, мы хотим предупредить о том, что параллельно готовим нечто новое для нас и просим вашей поддержки и по возможности ваше участие) В августе мы анонсируем данное мероприятие 🔜

В недавнем интервью мы спросили экономиста, кандидата наук Даниила Лобова: какая модель финансирования deep-tech экономически выигрышнее — государственная или частная? В ответ он сослался на своё недавно вышедшие исследование. Ключевой вывод: обе модели работают, но в разное время и их надо грамотно совмещать. Лобов сравнил портфели проектов Фонда содействия инновациям (государство) и венчурных фондов (частные компании) за 2020–2024 годы и обнаружил чёткое разделение ролей. В периоды экономической турбулентности (например, 2022–2023 годы) государственные проекты оказались устойчивее: они сохраняли рост выручки и прибыли, в то время как венчурный портфель сильно просел. Однако в фазе восстановления (2024 год) частные инвестиции показали взрывной рост — компании из портфеля венчурных фондов продемонстрировали динамику, которую государственные проекты не догнали. По мнению автора, это не противоречие, а комплементарность. Государство — это «страховка» для экономики в кризис, оно сохраняет человеческий капитал и не даёт инновациям остановиться. А частный капитал — это скоростной режим для роста, когда рынки стабилизируются. Лобов предлагает гибкую систему: в кризис увеличивать грантовую поддержку через ФСИ, а в периоды роста — уступать место венчурным инструментам. #sparqexplain

Квантовые коммуникации уже готовы приносить миллиарды — или пока существуют только благодаря государству? В новом выпуске СПАРКа вместе с Александром Приютовым, QRate, разбираемся, где заканчивается наука и начинается реальный квантовый бизнес. В выпуске: — КРК и постквантовая криптография — конкуренты или союзники? — Чья стратегия сильнее: Китая, Запада или России? — Квантовые смарт-карты и генераторы случайных чисел — продукты или пока прототипы? — Кто должен финансировать технологии с окупаемостью в десятилетия? Космос и интернет тоже когда-то казались слишком дорогими и бесполезными. Возможно, сейчас тот же путь проходят квантовые технологии. YouTube 📱: https://youtu.be/UlxjI56TQ4I VK Видео 📱: https://vkvideo.ru/video-237559927_456239043 Смотрите выпуск и пишите в комментариях: кванты — будущий бизнес на миллиарды или хайп ради грантов? Канал QRate: https://t.me/goqrate А цикл выпусков о деньгах в квантах подходит к концу. Дальше — интереснее: скоро начнём разбирать, как работают сами квантовые технологии 🔥

Квантовое распределение ключей по оптоволокну — технология зрелая: потери предсказуемы, протоколы отлажены. Атмосферная квантовая связь — совсем другая история. Здесь канал связи — это открытое пространство, где каждом метре встречаются сложности научного масштаба. Турбулентность, облака, осадки, вибрации телескопов, тепловые линзы — всё это заставляет оптический луч отклоняться от идеального. Если при классической связи это просто ухудшает сигнал, то в квантовой — разрушает саму возможность передать ключ, потому что фаза и поляризация одиночных фотонов сбиваются быстрее, чем их можно измерить. Традиционные протоколы кодируют информацию в поляризации или фазе фотона. Это требует ювелирной точности наведения: луч должен попадать в приёмник с точностью до микрорадиан. В реальных полевых условиях (особенно на подвижных платформах — спутниках, дронах, кораблях) обеспечить такую точность крайне сложно. Поэтому наземные станции для спутниковой квантовой связи занимают целые ангары с активной стабилизацией. Китайские физики из Университета Цинхуа из предыдущего поста предложили обходной манёвр: кодировать информацию не в свойствах отдельного фотона, а в геометрии — расстоянии между двумя его пространственными «копиями». Алиса когерентно расщепляет одиночный фотон на два выходящих пучка с управляемым расстоянием между ними. Боб регистрирует координаты попадания фотонов и по частоте интерференционных полос восстанавливает ключ. Общий дрейф луча (из-за турбулентности или вибраций) одинаков для обеих копий и автоматически вычитается. Дрейф не сбивает ключ. Но есть нюанс: строгого доказательства стойкости к атакам пока нет. Непонятно, сможет ли злоумышленник извлечь информацию из-за ограничений по числу фотонов и шумов детекторов. Если безопасность удастся подтвердить, GM-QKD может стать важным инструментом для квантовой связи там, где оптоволокно невозможно, а точное наведение затруднено — спутники, дроны, мобильные станции. Идея многообещающая, но до практического применения ещё предстоит доказать, что она действительно защищена.

Учёные из Университета Цинхуа предложили новый подход к квантовому распределению ключей в открытом пространстве — модуляцию геометрической конфигурации . Вместо кодирования в поляризации или фазе фотона, которые сбиваются из-за турбулентности и дрейфа луча, авторы предлагают кодировать информацию в расстоянии между двумя пространственными «копиями» одного фотона . Алиса когерентно расщепляет одиночный фотон на два пространственных канала с изменяемым расстоянием между ними. Боб в приёмнике регистрирует координаты попадания одиночных фотонов и по частоте интерференционных полос восстанавливает ключ . Общий дрейф луча (из-за вибраций, ветра или нагрева атмосферы) вычитается из результата — он одинаков для обеих «копий». Однако авторы честно признают: строгого доказательства стойкости к атакам пока нет, особенно с учётом реальных ограничений по числу фотонов и шумам детекторов . Если безопасность удастся подтвердить, новый метод может стать новым инструментом для квантовой криптографии там, где точное наведение практически невозможно. Пока что это кандидат, а не готовое решение. Но сама идея — многообещающая. ПРОквант #sparqnews

Дайджест новостей: — У нас вышел новый выпуск на тему квантовой защиты, зачем она нужна, если квантового взлома еще нет? Рассказал нам Даниил Лобов — Мы побывали на открытии квантового университета. Что это такое и кому он подойдет рассказали в посте — Как попасть на работу с квантами? Делимся своим мнением на тему как попасть в эту закрытую экосистему — Как пощупать атом? — Тепловое управление спином возможно? #sparqnews Вы, наверное, уже заждались выпуска с Александром Приютовым, но он выйдет буквально на днях. Но пока у вас есть время смотрите наш актуальный выпуск с Даниилом!

Если открыть HeadHunter и поискать «квантовый инженер», результат разочарует. Вакансий — единицы. Но это не значит, что работы нет. Просто квантовый рынок труда устроен иначе, чем классический IT. Научные лаборатории и R&D-центры — закрытая экосистема. Вакансии там почти никогда не вывешивают в открытый доступ. Вместо этого работает сарафанное радио, личные контакты и цепочка «научный руководитель → дипломник → младший научный сотрудник». В России основной путь в квантовую науку — через университет: ищешь руководителя на 3–4 курсе, пишешь диплом, остаёшься в лаборатории. Второй способ — просто написать в лабораторию напрямую, даже если нет открытой вакансии. Инициативных берут, потому что в науке ценят живой интерес и готовность разбираться в сложном. Отдельный путь — хакатоны. Крупные компании и технологические центры часто используют их как способ поиска талантов. Участвуешь в хакатоне, попадаешь в поле зрения нужных людей — и вот тебе уже предлагают стажировку или проект. Исключение — R&D-команды крупных корпораций. Сбер, например, открыто нанимает разработчиков в свой Центр квантовых технологий: ищут C++-разработчиков, инженеров-исследователей, инженеров-электронщиков для работы над оптическими квантовыми компьютерами и фотонными сопроцессорами . Но такие вакансии появляются под конкретные задачи и конкретных людей, а не «в стол». На международном рынке картина схожая, но масштабнее. Imec, один из ведущих нанотехнологических центров, нанимает проектных лидеров и исследователей с опытом в квантовых интегральных схемах . Французский стартап Alice & Bob за семь месяцев нанял больше 100 специалистов на роли, которых пять лет назад не существовало: инженеры по квантовой коррекции ошибок, криогенщики, специалисты по сверхпроводящим материалам . Спрос на кадры растёт, а предложение отстаёт — на три открытые позиции находится только один подходящий кандидат . Главный совет для тех, кто хочет в кванты: не ждите вакансий на публичных площадках. Изучайте группы, которые вас интересуют, читайте их публикации, пишите руководителям напрямую. Участвуйте в хакатонах — это способ засветиться и попасть в поле зрения работодателей. В диалоге рождается совпадение. Как говорят инсайдеры, «если у вас есть искренняя страсть к этой области, для вас откроется дверь». #sparqwork

Мы сходили на день открытых дверей Квантового университета и увидели 70-кубитный ионный компьютер 15 июля наша команда SPARQ, по приглашению от Росатома, побывала на дне открытых дверей для абитуриентов первого набора магистратуры сетевого Квантового университета. Мероприятие прошло в Физическом институте Академии наук (ФИАН) — одной из ключевых площадок Квантового проекта «Росатома». Нам рассказали, как устроено обучение: базовый вуз + сетевые спецкурсы от МГУ, МИФИ, МФТИ, Бауманки и МИСИС + практика в лабораториях и индустриальных центрах. Выпускники получат два документа: диплом магистра и сертификат Квантового университета. Приёмная кампания продлится до 15 августа. Главное впечатление дня — экскурсия в квантовые лаборатории ФИАН. Мы увидели 70-кубитный прототип квантового вычислителя на ионах иттербия — на данный момент самый мощный российский квантовый компьютер. Смогли посмотреть на установку вживую, задать вопросы учёным, которые непосредственно работают над созданием ионного компьютера, и оценить масштаб того, что создаётся в России в рамках дорожной карты по квантовым вычислениям. Те, кто не боится амбициозных целей, — могут стать частью этой истории. А мы ещё раз убедились: кванты в России — не абстракция, а работающие лаборатории, оборудование и команды. Впечатляет. Если впечатляет и вас, то обязательно присмотритесь к поступлению в квантовый университет, подробнее о поступлении 👉 https://кванты.рф/externalResources/quantumuniversity #sparqnews #sparqlive

Зачем бизнесу квантовая защита, если квантового взлома ещё нет? В новом выпуске говорим не про физику квантов, а про деньги, рынок и бизнес-смысл квантовых коммуникаций У нас в гостях Даниил Лобов — кандидат экономических наук, заместитель менеджера компании Kept. Обсудили: — квантовая криптография vs постквантовая криптография; — почему бизнес инвестирует в «угрозу будущего» уже сейчас; — когда квантовые коммуникации могут стать стандартом для рынка; — стоит ли студентам идти в кванты. Смотреть выпуск: YouTube 📱: https://youtu.be/g-lI_Fq3QL4 VK Видео 📱: https://vkvideo.ru/video-237559927_456239037 Канал Даниила: https://t.me/lobov_labs — об эффективном внедрении инноваций

Атомно-силовой микроскоп (АСМ) появился в 1986 году благодаря Герду Биннигу. Он пошёл дальше туннельного микроскопа и придумал, как «ощупывать» любые поверхности — не только металлы, но и изоляторы, полимеры и даже живые клетки. Принцип прост: острая игла на гибкой балке-кантилевере движется над образцом. Лазер светит на балку, а фотодиод ловит отражённый луч. Силы притяжения или отталкивания между иглой и атомами прогибают балку на доли ангстрема — и по этому прогибу компьютер строит трёхмерную карту поверхности. Вертикальное разрешение — доли ангстрема, горизонтальное — единицы нанометров. Этого достаточно, чтобы разглядеть отдельные атомы. АСМ — это не просто «фотоаппарат» для атомов. В зависимости от режима он измеряет механические свойства (жёсткость, упругость), магнитные и электрические характеристики, силу трения и адгезию — всё локально, с нанометровым разрешением. Есть еще режим, когда зонд почти не касается поверхности — это важно для биологических объектов. А ещё АСМ позволяет модифицировать поверхность: это метод нанолитографии для создания структур размером в десятки нанометров. Сегодня АСМ используют повсеместно: в физике полупроводников, материаловедении, биологии. С его помощью изучают скирмионы для квантовой памяти, пироэлектрики для детекторов и даже отдельные молекулы белков. #sparqexplain

Учёные из МФТИ построили теорию, как тепловой градиент создаёт спиновые токи в газе экситонных поляритонов — квазичастиц, наполовину состоящих из света, наполовину из вещества. Идея — использовать перепад температуры вместо электрического тока для управления поляризацией света. Это оптический аналог эффектов Зеебека и Нернста, но без проводов, контактов и нагрева. Поляритоны рождаются в микрорезонаторе, легко пролетают сотни микрометров, а их «спин» — это поляризация света. Температурный градиент заставляет частицы двигаться от горячего к холодному, а эффективное поле направляет поток. Авторы показали, что все эффекты — ветви одного дерева: направление спина задаётся геометрией поля, температура — лишь величиной. Практический смысл — управлять поляризацией и спином без электричества, проводов и потерь. Это фундамент для нового направления — спиновой калоритроники в гибридных системах «свет-вещество». zanauku #sparqnews

Дайджест новостей: — Кубиты на квантовых точках стали гораздо проще в управлении! — Как были сделаны фотографии атомов? — Продолжаем оценивать квантовые деньги — Квантовый компьютер в Индии? Новая сделка IBM — Продолжаем обозревать рынок труда в квантах. Что сделать, чтобы попасть в команду? — Новый стратегический гигант в квантах — Кванты теперь помогают в термоядерных вычислениях! — Руслан Рауфович Юнусов - наш новый герой рубрики квантовых легенд нашего времени #sparqnews Мы немного затянули с видео-контентом, зато теперь уверены, что его хватит до конца лета! Новый выпуск будет уже очень скоро

Руслан Рауфович Юнусов

«У меня такой характер: мне всегда хочется в первых рядах идти, открывать, видеть. Это интересно. Здесь даже вопрос не формальный, не вопрос лидерства, у кого какая должность, а просто: ты общаешься с людьми и обсуждаешь новые вещи, которые происходят»

Руслан Рауфович Юнусов – кандидат физико-математических наук, сооснователь Российского квантового центра (РКЦ) и его генеральный директор до 2021 года, советник генерального директора Госкорпорации «Росатом». 🌈Значимые достижения: 🔴Под его управлением в РКЦ была привлечена крупнейшая в современной истории России частная инвестиция в научные исследования (около 1,3 млрд рублей от фонда "Сколково"). За это время была собрана команда ведущих ученых со всего мира, создано более 10 научных групп и построены современные лаборатории; 🔴В мае 2017 года РКЦ под его руководством создал первую в стране многоузловую квантовую сеть и первый в мире квантовый блокчейн; 🔴В 2019 году возглавил команду по разработке дорожной карты «Квантовые технологии» в рамках Национальной программы «Цифровая экономика»; 🔴В 2023 году был представлен 16-кубитный квантовый компьютер на ионах – самый мощный в России на тот момент; 🔴В 2024 году создан 20-кубитный квантовый компьютер на ионной платформе и 25-кубитный – на атомной; 🔴В конце 2024 года достигнут рубеж в 50 кубитов на ионной платформе – Россия вошла в «клуб стран», успешно развивающих квантовые вычисления; 🔴Запущено в общей сумме 7 стартапов в области квантовых технологий; Руслан Юнусов ведет активную организаторскую и научную деятельность, координируя развитие квантовых технологий в России. Также он занимается продвижением науки и технологий: проводит публичные лекции внутри страны и участвует в международных конференциях. К 2030 году в рамках дорожной карты запланировано решение первых полезных для экономики задач. 📌Область интересов: Квантовые вычисления (ионные, атомные, сверхпроводниковые платформы), квантовые коммуникации и криптография, квантовые сенсоры, развитие технологического предпринимательства, коммерциализация квантовых технологий, международное научное сотрудничество.

Учёные из ORNL, Cleveland Clinic и IBM использовали квантовый компьютер для расчёта молекулярных конфигураций FLiBe — соединения, которае считается одним из главных кандидатов для извлечения трития в термоядерных реакторах. Тритий — крайне редкий изотоп водорода, необходимый для большинства проектов термоядерных реакторов. Его дефицит остаётся одной из главных преград на пути к коммерческой термоядерной энергии . Команда рассчитала девять молекулярных конфигураций FLiBe, используя гибридную квантово-классическую методику, которая уже применялась для моделирования белков. Квантовый процессор решал наиболее сложные части электронной структуры, а классические суперкомпьютеры обрабатывали остальное. Точность расчётов соответствовала ведущим классическим методам, а отклонения не превышали 0,7 ккал/моль . Это позволяет учёным понять, насколько сильно FLiBe связывает тритий, что критически важно для проектирования «размножающих» материалов в реакторах . Результаты добавляют аргументов в пользу того, что квантово-центричные суперкомпьютеры становятся практическим научным инструментом для химии и материаловедения . Следующий шаг — масштабирование симуляций и сокращение времени обмена данными между квантовыми и классическими ресурсами . Если гибридный подход сработает, термоядерная энергетика получит инструмент для проектирования собственных материалов, не полагаясь на дорогие эксперименты или неточные приближения . arxiv #sparqnews

Компании SEALSQ (кибербезопасность) и GlobalFoundries (производство чипов) подписали меморандум о стратегическом партнёрстве. Их цель — совместно разрабатывать технологии на стыке постквантовой криптографии и квантовых вычислений. В рамках сотрудничества они создадут предварительно сертифицированные блоки для защиты от квантовых атак, которые будут встраиваться в аппаратные модули безопасност. Помимо криптографии, партнёры займутся развитием криогенной CMOS-технологии — ключевого элемента для масштабируемых квантовых систем. Как отметил гендиректор SEALSQ, полупроводники, безопасность и кванты сходятся в единую экосистему. И этот альянс — попытка заложить фундамент для квантовой эры уже сейчас. Источник #sparqnews