Кому и зачем нужны квантовые технологии

В России развитие квантовых технологий является одним из приоритетов национальной программы «Цифровая экономика». В 2019 году правительство утвердило дорожную карту развития сквозной цифровой технологии «Квантовые технологии», она включает в себя комплекс мероприятий, которые планируется реализовать до 2024 года.

Кроме того, были разработаны и приняты отдельные дорожные карты по развитию трех субтехнологий: квантовые вычисления, квантовые коммуникации и квантовые сенсоры. Именно последним двум и обучают в Университете ИТМО на магистерской программе «Квантовые технологии в индустрии».

Квантовые коммуникации — это технология криптографической защиты информации, которая использует для передачи ключей индивидуальные квантовые частицы. С ее помощью можно безопасно передавать информацию на большие расстояния, а также максимально защитить данные от взлома и перехвата.

Квантовые сенсоры представляют собой высокоточные измерительные приборы, основанные на квантовых эффектах. Такие датчики в дальнейшем можно будет использовать в системах наземной и спутниковой связи, а также на сотовых сетях. С их помощью, например, можно определять положение спутников, самолетов, баллистических ракет или подводных лодок. Помимо этого, квантовые сенсоры могут быть востребованы в медицине, нефтегазовой и транспортной отрасли.

Чему обучают в новой магистратуре ИТМО

Основной индустриальный партнер программы — ОАО «РЖД». Компания с 2019 года реализует масштабный проект по развитию в России квантовых коммуникаций. Один из первых пилотных проектов — строительство магистральной квантовой сети Москва ― Санкт-Петербург протяженностью около 700 км.

Первый сеанс видеоконференцсвязи по магистральному квантовому защищенному каналу между Москвой и Санкт-Петербургом состоялся 8 июня 2021 года. В планах «РЖД» — развивать технологию квантовых коммуникаций и доводить эту технологию до конечных пользователей. Всего до 2024 года планируется создать более 7 тыс. км магистральных квантовых сетей.

Во время обучения студенты смогут принять участие в реальных проектах, направленных на развитие квантовых коммуникаций. Сейчас студенты уже задействованы в нескольких проектах, среди них:

• проект по созданию пилотного участка магистральной квантовой сети (выполняется по договору с ОАО «РЖД»);

• проект по созданию квантовой коммуникационной платформы (выполняется по договору с АО «Российская венчурная компания»);

• проект по разработке комплекса передачи информации для оптических сетей связи (выполняется по договору с Министерством промышленности и торговли РФ).

Больше половины учебного времени магистранты будут проводить в научных лабораториях Университета ИТМО, а также в компаниях-партнерах ― например, в компании «СМАРТС-Кванттелеком».

Изначально она была создана на базе Университета ИТМО, а впоследствии в 2019 году стратегический инвестор АО «СМАРТС» приобрел долю в проекте. Сейчас компания занимается разработкой систем квантового распределения ключей, детекторов одиночных фотонов, а также квантовых генераторов случайных чисел. В планах компании-партнера — масштабировать технологию и вывести собственные продукты на российский и международный рынки.

Кем смогут работать выпускники программы

Еще десять лет назад сфера квантовых исследований носила исключительно теоретический характер и не выходила за стены научных лабораторий. Сегодня масштабные программы по развитию квантовых технологий реализуются во многих странах мира, в квантовые технологии вкладывается много инвестиций, а крупные IT-компании открывают собственные лаборатории квантовых разработок.

Это значит, что спрос на специалистов по квантовым коммуникациям в будущем будет расти, подчеркивают разработчики программы. Благодаря квантовым технологиям в мире появится защищенная связь нового поколения, сверхточные системы навигации, глобальный квантовый интернет, сверхчувствительные медицинские датчики и многое другое.

«Мир за последние лет десять изменился кардинально. Зайдите в автобус или кафе и вы увидите, что большинство людей “находятся (коммуницируют) в телефоне”. Любую деятельность как мелких, так и крупных компаний сопровождает вал цифровой информации. И ведь мы хотим, чтобы передаваемая нами информация не попадала к злоумышленникам. Такую безопасную передачу информации обеспечивают квантовые коммуникации. Они только-только выходят на рынок. Специалист по квантовым технологиям будет нарасхват у компаний любого уровня», — говорит руководитель программы, профессор, доктор физико-математических наук Сергей Козлов.

Выпускники магистратуры смогут работать руководителями проектов, инженерами, научными сотрудниками и другими специалистами в сфере квантовых технологий.

Подробное описание магистерской программы «Квантовые технологии в индустрии» можно прочитать на сайте abit.itmo.ru.

«За несколько лет обучения в бакалавриате Университета ИТМО я активно работал в лаборатории квантовых коммуникаций. Учитывая то, что деятельность лаборатории (и моя, в частности) подразумевает наличие достаточно серьезной базы знаний за рамками бакалаврских компетенций, приходилось также заниматься самообразованием. Поэтому для меня выбор образовательной программы "Квантовые технологии в индустрии" был достаточно очевиден хотя бы по той причине, что так я смогу закрыть накопившиеся пробелы в части накопленного опыта и расширить спектр своих умений. Теперь можно сосредоточиться на погружении в конкретную интересующую меня область. Я также верю, что между образовательной и научно-исследовательской деятельностью установится полная синергия, и это способствует повышению продуктивности работы в целом и более эффективной реализации уже текущих проектов», — комментирует первокурсник программы Роман Гончаров.