;
Кейсы 24 декабря 2021

Я словил хайп: финалисты квантовой олимпиады о возможности быть экстравертом, мотивации и любви к физике

Далее

Популяризация квантовых технологий — тренд, ставший глобальным. Школьники участвуют в летних школах, посвященных квантовым технологиям, вузы набирают студентов на узкоспециализированные направления, молодые ученые перепрофилируются и уходят в кванты. «Хайтек» поговорил с финалистами направления «Квантовые технологии» всероссийской олимпиады «Я — профессионал» и узнал, о чем они мечтают, почему решили заняться физикой и какие советы бы дали будущим участникам.

Родители купили мне набор юного физика, сестре — химика. Сестра, кстати, химиком так и не стала

Никита Семенин, студент 6 курса физтех-школы физики и исследований им. Ландау МФТИ

Я учусь в Московском физико-техническом институте на шестом курсе ЛФИ. Со школы принимал участие во многих олимпиадах. На пятом курсе, когда все олимпиады, в которых можно было поучаствовать, закончились, я узнал про направление «Квантовые технологии». Изначально хотел писать только по физике, но в итоге выбрал два направления. Подбил товарищ из лаборатории, где я работаю. Сказал: «Если будет интересно развлечься, можешь принять участие».

Вообще интерес к физике появился еще в детстве. Где-то в начальной школе родители купили мне набор юного физика, сестре — химика. «Мало ли, может, понравится», — подумали они. В моем наборе были стандартные штуки типа электросхем, всякие цинковые и медные пластинки, чтобы воткнуть в лимон и сделать источник, моторчик, лампочки. Тогда я думал, что физика — это только электричество. Сестра, кстати, химиком так и не стала. А я выбрал физмат в 8 классе, когда началось разделение на профильные классы.

Мое увлечение физикой — большая заслуга учителя. Потому что она тот человек, который сразу видит талантливых ребят и не отпускает их до тех пор, пока они сами не «побегут». Я из небольшого города Урая, поэтому у нас немного олимпиадников, и все они по физике как раз из-за одного человека — моей учительницы. Я был одним из тех, кто дошел до Всероссийской олимпиады — стал призером и дважды победителем.

Я был уверен, что поступлю на физтех, поэтому больше ничего не рассматривал. Самая главная задача перед поступлением заключалась в том, чтобы доказать, что я могу самостоятельно распоряжаться своей жизнью. Как обычно бывает: олимпиадники по точным наукам ассоциируются с интровертами, и это небезосновательно. Их часто считают забитыми и неспособными к быту, поэтому на собеседовании, помимо вопросов о моих научных интересах, которые, кстати, тогда не очень совпадали с тем, чем я занимаюсь сейчас, у меня спрашивали про самостоятельную жизнь, поездки.

Сейчас я не столько программист и алгоритмист в квантовых технологиях, сколько экспериментатор. Лаборатория в ФИАНе, в которой я работаю, занимается нейтральными атомами, лазерными системами, резонаторами и ионами. То есть это не облачные сервисы, не оптимизации, не криптография — только эксперименты над ионами. Оказывается, что на тех самых вещах в спектроскопии можно сделать квантовый компьютер. Я словил хайп и подумал: «Ух ты, я не только буду спектроскопией заниматься и атомной физикой, но еще и смогу квантовый компьютер построить». Я, скорее, инженер, который занимается созданием архитектуры процесса.

Во время олимпиады мне нужно было поспать, так как я не мог 24 часа бодрствовать. Задания были не сложными, а непривычными и специализированными для людей, которые представляют, что такое квантовые алгоритмы. Мне удобнее язык лазерных импульсов, полей, интенсивности, частот и так далее. Чтобы придумать алгоритм и оценить его действие и достоверность, пришлось залезть в книжки. Я немного растерялся, но все-таки взял медаль.

Новым участникам могу посоветовать посмотреть на задания предыдущих лет, чтобы иметь первичное представление. Когда я приступал к финалу, никто не знал, что нас ждет и к каким темам нужно было подготовиться. Рассказывать историю успеха — это же ошибка выжившего. Если человек будет делать то же самое, что и я, это совершенно не гарантирует, что он что-то получит. Главное — поспать хотя бы 8 часов. У меня большая часть времени ушла на самом деле не на решение задачи, а на понимание того, что происходит. Я не привык к такому. В следующий раз, наверное, будет привычнее, хотя кто знает.

Я участвовал в олимпиаде просто из интереса, хотелось проверить себя на профпригодность

Эл Мехтиев, студент 1 курса аспирантуры Московского физико-технического института, сотрудник QRate

На первый курс аспирантуры физтеха я поступил не благодаря олимпиаде, но она добавила баллов за дополнительную активность. Участвовал просто из интереса, хотелось проверить себя на профпригодность. Вообще интерес к физике появился еще в школе: до 7 класса я был скорее гуманитарием, но когда началась физика, все изменилось. Мне тогда показалось, что это станет моим любимым предметом, так и случилось.

Класса до 10-го я занимался по общей программе, но по-настоящему вкус почувствовал, когда съездил в летний лагерь по математике и физике. Там познакомился со многими будущими однокурсниками.

Поступив, я планировал заниматься физикой элементарных частиц, однако к старшим курсам понял, что мне интереснее прикладные аспекты квантовой физики. Сейчас работаю в российской компании, специализирующейся на квантовой криптографии. Занимаюсь прикладной работой — разработкой систем квантового распределения ключей. Помимо этого выбираю работу для аспирантуры, начинаю писать диплом. Уже есть несколько идей: например, исследование потенциальных уязвимостей реализаций систем КРК.

Для прохождения финального тура олимпиады мне потребовалась дополнительная подготовка, поскольку задачи там были только по квантовым вычислениями, это смежная область. Поэтому пришлось освежить в памяти определенные вещи. Думаю, для людей, которые занимаются именно вычислениями, олимпиада была не очень сложная — на 5-6 баллов. Для себя я бы оценил ее на 7-8 баллов. В будущем мне интересно работать на стыке науки и индустрии. Из всех квантовых технологий коммуникации наиболее близки к этому — они уже готовы к коммерциализации.

На решение олимпиады я потратил все отведенное время, за исключением нескольких часов на сон и еду. Участники могли выбрать начало старта в любой удобный момент, я выбрал выходные, чтобы ничего не отвлекало.

Скорее всего, в этом году список тем на финальном этапе будет шире. Для подготовки я бы посоветовал обратить внимание на рекомендованную составителями литературу. Заранее полезно изучить книгу Александра Львовского «Отличная квантовая механика» — там современное изложение квантовой физики, наиболее подходящее для подготовки к олимпиаде. Могу также порекомендовать поработать с облачными платформами IBM Quantum Experience и D-wave Leap, чтобы попрактиковаться в квантовых алгоритмах, и посмотреть курс «Введение в квантовые вычисления» от CERN.

Во всем необходимом я разбирался сам, так как хотел учиться и работать в этой сфере

Артем Кузьмичев, сотрудник научной группы «Квантовые информационные технологии» Российского квантового центра, магистр первого года на программе РКЦ в МФТИ

Физикой я увлекся классе во втором, познакомившись с научно-популярными книжками «Занимательная физика» Перельмана. Возвращаясь к ним сейчас, сильно удивляюсь, какой эффект они на меня произвели. Мои друзья уже в начальной школе узнали от меня, как правильно складывать скорости и почему Земля вращается вокруг Солнца.

Когда физика началась по программе, быстро втянулся и увлекся олимпиадами. Сначала готовился только самостоятельно, а в десятом классе пошёл на олимпиадный кружок в школу Горчакова, который помог укрепить навыки и сдать ЕГЭ на сто баллов. После поступил в Санкт-Петербургский Алферовский университет и на третьем курсе выбрал направление «теоретическая физика», так как именно там давали самую сильную и глубокую фундаментальную подготовку. Параллельно заинтересовался физикой частиц и начал научную карьеру в ПИЯФ (Петербургский институт ядерной физики). Именно благодаря работе там возник интерес к научному программированию и обработке данных, и в качестве дипломного проекта я написал программу-симуляцию для эксперимента по поиску темной материи.

В какой-то момент услышал от знакомых про квантовые вычисления, стал замечать рекомендации про них на YouTube. Как оказалось, тема популярна: на исследования выделяется финансирование, многие страны разрабатывают программы по развитию квантовых технологий. Меня затянуло: стал больше интересоваться, проходить онлайн-курсы и читать новости. Усилить предметную базу под мой интерес неожиданно помог опыт репетиторства. Оказалось, когда объясняешь тему другому, сам усваиваешь ее шире и глубже.

Сейчас я работаю в научной группе «Квантовые информационные технологии». При выборе группы зацепило, что ее исследования находятся на стыке физики, математики и программирования. Благодаря пройденным курсам уверенно чувствую себя на лекциях и в работе, потому что материалы во многом пересекаются. В будущем я бы хотел сохранить свой вектор всестороннего развития, не фокусируясь на одном из направлений квантовых технологий.

Ребятам, которые собираются принять участие в олимпиаде, я бы порекомендовал сделать упор на самообразование: посвятить время самостоятельной проработке темы, например, по видеороликам про квантовые технологии или онлайн-курсам. Важно не лениться и исходить из принципа «Хочу — значит выучу». Как и во многих других вузах, у нас не было специальных курсов по квантам в бакалавриате, так что во всем необходимом разбирался сам, так как хотел учиться и работать в этой сфере.

Наука — это глобальное мероприятие, которым нельзя заниматься, сидя в одном городе и посещая семинары в одном месте

Иван Антипов, студент 1 курса магистратуры физики Волгоградского государственного университета

В 10 классе я увлекся олимпиадной физикой, интерес к которой привили преподаватели с физтеха. Именно они смогли показать всю красоту, которую несет в себе эта наука. После школы я однозначно знал, что хочу изучать, поэтому подал документы только на физику. Мои мама и папа не связаны с ней, зато прадедушка был профессором. Сейчас учусь на первом курсе магистратуры в своем родном Волгоградском государственном университете, направление — физика.

При посещении различных научных школ можно получить совершенно разнообразные знания — это такая информация, которой нет ни в одной лекции, ни в одной книге. Я, например, был участником летней школы в Институте теоретической физики им. Л. Д. Ландау, проводил исследование в Новосибирском государственном университете дистанционно. Во время последнего мы занимались вопросами фундаментальной физики, исследовали стабильность вакуума в многодублетной хиггсовской модели вселенной. Современному ученому просто необходима международная практика. Потому что наука — это глобальное мероприятие, которым нельзя заниматься, сидя в одном городе и посещая конкретные семинары в одном месте.

Олимпиады дают студентам много различных преимуществ: дополнительные баллы при поступлении в магистратуру, возможность проверить свои способности. До пандемии в очном формате еще можно было познакомиться с новыми ребятами, которые занимаются схожими вещами. Мне было интересно поучаствовать, потому что само направление новое и достаточно уникальное — аналогов в студенческих олимпиадах России нет. Квантовые технологии — современная область, а олимпиада стала возможностью проверить себя.

Будущим участникам олимпиады я хочу пожелать не бояться. Несмотря на то, что это новое направление, которому пока мало в каких университетах обучают, важно пробовать свои силы. Для меня олимпиада стала точкой входа в квантовые технологии — я посмотрел на них немного с другой стороны. Например, в процессе выполнения заданий приходилось читать много различных статей, и это огромный опыт. Для меня самым сложным стал сам формат, когда на все задачи отведено всего 24 часа. В день написания финала я поспал буквально час, потому что понимал, что до дедлайна нужно успеть сделать как можно больше. В итоге проработал над ними всю ночь.

Не знаю, что ждет меня в будущем. Хотелось бы продолжить заниматься физикой, делая научные открытия. Сейчас я увлекаюсь квантовым машинным обучением, но, помимо этого, в университете проходит работа с квантами со стороны химической физики — в скором времени будут опубликованы научные статьи. Я все-таки теоретик, поэтому меня привлекают квантовые алгоритмы и квантовые вычисления.

Новизна привлекает: если чего-то не существует, надо пытаться это создать

Сурен Флджян, студент 1 курса магистратуры МГУ по направлению «Квантовые вычисления», а также научный сотрудник Центра квантовых технологий МГУ

Когда я начинал писать олимпиаду по «Квантовым технологиям», то был бакалавром на физическом факультете МГУ. Сейчас учусь в магистратуре МГУ на первом курсе. Теоретически я мог бы получить льготы при поступлении, но в магистратуру поступил фактически без экзаменов по результатам конкурса научных работ. Моя была посвящена линейно-оптической генерации состояний Белла из одиночных фотонов.

Физика всегда вызывала у меня исключительное любопытство. Интерес же к квантовым технологиям появился еще в 10-11 классе, когда стал глубже интересоваться предметом и связанной с ним квантовой механикой. А участвовать в создании квантового компьютера меня сподвигли различные научно-популярные проекты. Тогда, конечно, квантовый компьютер не был так популярен среди широкой публики, вокруг квантовых вычислений не было столько хайпа — на первом курсе узнавал все из книжки Нильсена и Чанга (это основная книга для студентов, изучающих квантовые вычисления).

К олимпиаде я изучал только те материалы, которые рекомендовали организаторы — примерные задачи прошлых лет. Онлайн-курсы и дополнительную литературу не смотрел, потому что я и так занимаюсь квантовыми технологиями. Скорее всего, в этом мое преимущество. Но для тех, кто вообще не разбирается в теме, я бы советовал прочесть книги из списка рекомендованной литературы.

Лично для меня самым сложным стал поиск времени и места, где можно включить камеру и под ней писать. Там же надо и микрофон, и камеру держать включенными. Что касается задач, то там была одна, где попросили рассчитать ковариацию в некоторой таблице данных. Для этого существует две формулы. Я потом проверил, одна из них гуглится, а другая, которую организаторы имели в виду, нет. На олимпиаде у нас было 24 часа, которые я разделил на два дня: вечером решил, а утром перепроверил и отправил.

Новым участникам олимпиады я бы посоветовал следовать простому рецепту: следить за выкладываемыми материалами на сайте, смотреть задачи и материалы прошлых лет, демо-версии. Мне этого хватило, чтобы успешно принять участие. Я писал олимпиаду и по другим направлениям в более раннем сезоне, но тогда все было по-другому — очно. Сейчас нужно прокторинг включать, — это когда тебя контролируют дистанционно, и это было в новинку. Вообще, если кто-то решит участвовать в этой олимпиаде, то пусть участвует не раздумывая и не волнуется, что будет что-то незнакомое или экстраординарное. Сейчас любой экзамен или тест так проходит, так что терять нечего.

В будущем я вижу себя в квантовых вычислениях. Коммуникации и сенсоры — это интересно, но там уже есть задел и готовые продукты, которые созданы и даже доступны на рынке. Квантовые компьютеры пока никто не продает, потому что их нет. Новизна привлекает: если чего-то не существует, надо пытаться это создать. В квантовых технологиях еще далеко до решения всех проблем и не стоит ожидать, что завтра все будет готово.


Читайте также:

Очень странная Вселенная: явления и объекты в космосе, которые сложно представить

Самая большая в мире прибрежная ветряная электростанция начала генерировать энергию

Исследование из Китая: штамм омикрон обходит защиту от вакцинации и перенесенного COVID-19

Загрузка...