СМИ о нас
| 31.07.25 | 31.07.2025 Научная Россия. Физику Владимиру Ивановичу Ритусу присуждена Золотая медаль имени Тамма |
Постановлением Президиума Российской академии наук Золотой медали имени И.Е. Тамма в 2025 году удостоен член-корреспондент РАН В.И. Ритус.
Главный научный сотрудник Лаборатории квантовой теории поля, член-корреспондент РАН, профессор В.И. Ритус.
Источник фото: ФИАН
Награда присуждена за цикл работ «Обнаружение дуальной связи электродинамики и двумерной теории скалярного поля, приводящей к уникальному конечному значению затравочного заряда и перенормировочному фактору Дайсона».
Золотая медаль им. И.Е. Тамма – премия, которую РАН присуждает с 1995 года за выдающиеся работы по теоретической физике и физике элементарных частиц, теории поля. Медаль носит имя лауреата Нобелевской премии по физике Игоря Тамма.
Информация и фото предоставлены Отделом по связям с общественностью ФИАН
| 04.07.25 | 02.07.2025 Смотрим. Квантовые компьютеры позволят решать задачи проектирования новых материалов |
Первый российский 50-кубитный квантовый компьютер успешно прошел тестовые испытания в Физическом институте имени Лебедева РАН, в результате российские ученые не только догнали зарубежных лидеров отрасли, но и установили несколько мировых рекордов. Для некоторых квантовых алгоритмов российские ученые предложили ряд оригинальных научных и технических решений. В будущем эти открытия позволят решать задачи в том числе и в разработке новых лекарств, объяснил научный сотрудник лаборатории «Распределенные квантовые технологии для задач машинного обучения» Физического института имени Лебедева Российской академии наук Илья Заливако.
| 31.07.25 | 29.07.2025 Атомная Энергия 2.0. Главный научный сотрудник Лаборатории квантовой теории поля ФИАН Владимир Ритус удостоен Золотой медали имени И.Е. Тамма |
Постановлением Президиума Российской академии наук Золотой медали имени И.Е. Тамма в 2025 году удостоен главный научный сотрудник Лаборатории квантовой теории поля ФИАН, член-корреспондент РАН, профессор В.И. Ритус.
Награда присуждена за цикл работ «Обнаружение дуальной связи электродинамики и двумерной теории скалярного поля, приводящей к уникальному конечному значению затравочного заряда и перенормировочному фактору Дайсона».
Золотая медаль им. И.Е. Тамма – премия, которую РАН присуждает с 1995 года за выдающиеся работы по теоретической физике и физике элементарных частиц, теории поля. Медаль носит имя лауреата Нобелевской премии по физике Игоря Тамма.
| 21.07.25 | 21.07.2025 Научная Россия. Все, везде и сразу. Квантовые объекты и движение по всем траекториям |
Алексей Михайлович Семихатов ― доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией теории фундаментальных взаимодействий Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН), популяризатор науки, лектор и телеведущий
А.М. Семихатов
Фото: Елена Либрик / Научная Россия
Я включаю лазер и направляю его в воду. Луч движется по прямой, пока не встречает новую среду, затем преломляется и добирается до дна аквариума. Если измерить время, затраченное светом на преодоление этого пути, окажется, что такой путь — оптимальный, самый быстрый. Ну и что, спрошу я. Разве это не естественно?
«Да, законы Ньютона математически выражают, как причины (воздействия) вызывают движение. Но те же самые уравнения можно сформулировать альтернативным способом — через принцип наименьшего действия. Представьте: тело движется из точки А в момент времени t1 в точку Б в момент t2. Между этими событиями существует бесконечное множество возможных траекторий. Однако в реальности тело выбирает лишь одну (например, снаряд, выпущенный под углом к горизонту, летит по параболе, а не по произвольной кривой). Эта траектория соответствует минимуму действия — физической величины, вычисляемой для каждого пути. Оба подхода — через уравнения Ньютона и через действие — математически эквивалентны, но второй открывает путь к обобщениям в квантовой теории и теории поля», — продолжил А.М. Семихатов.
Действие в физике — это своеобразная «всемирная лень». Оно определяется как разность между кинетической и потенциальной энергией системы. Эти два вида энергии лежат в основе механики.
- Кинетическая энергия — энергия движения. Чтобы разогнать объект (например, бросить камень), необходимо приложить силу.
- Потенциальная энергия — энергия взаимодействия (например, гравитационного или электромагнитного).
«Теперь обратимся к квантовой механике. Это непредставимый мир, где объекты не движутся по определенным траекториям. Именно поэтому, кстати, я воюю с эмблемой Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), на которой изображены электроны, летящие по орбитам вокруг ядра. В действительности же электроны не летают по орбитам. Для квантовых объектов принципиально невозможно одновременно иметь точное положение в пространстве и точную скорость. Это отражено в принципе неопределенности Гейзенберга. Поэтому сама концепция траектории в квантовой механике теряет смысл. Здесь хочется задать вопрос: “Но если электроны не летают по траекториям, то что же они делают?” Квантовая механика, однако, обходится без прямого ответа. Различные интерпретации пытаются нечто по этому поводу высказать, но стандартная квантовая механика фокусируется не на описании “реальности”, а на предсказании результатов экспериментов», — заострил внимание ученый.
Проблема квантовых объектов в том, что они в принципе никак не выглядят
«В строго одинаковых условиях одно и то же измерение может давать различные результаты. Квантовая механика определяет лишь вероятности, а предсказать конкретный исход отдельного эксперимента невозможно. Последовательность результатов может выглядеть так: первый, первый, второй, второй, второй, первый, третий и т.д. Однако при проведении тысячи измерений становятся видны закономерности: одни результаты возникают чаще других. Эти эмпирические частоты соответствуют вероятностям, которые извлекаются из формализма квантовой механики. Вся ее математическая структура направлена на расчет именно таких вероятностей. Механизм тут довольно хитрый. Сначала, используя уравнение Шредингера, определяют так называемые амплитуды вероятности — комплексные числа, которые сами по себе не представляют вероятностей (ведь вероятность должна быть положительной величиной в диапазоне от 0 до 1). А чтобы получить вероятность из амплитуды, надо возвести ее модуль в квадрат», — объяснил А.М. Семихатов.
Представим себе «шарик» электрона, который вылетает из установки и добирается до барьера с двумя щелями. Разум человека, привыкший к объектам вроде камня или мяча, которые движутся только по одной траектории, предполагает, что электрон, оказавшись перед барьером, в большинстве случаев будет «выбирать» щель, которая потребует меньше затрат энергии. Почему же иногда электрон будет проходить через другую щель? Предположим, что электрон «проверяет» и этот второй путь и каким-то образом делает это одновременно с тем, как «проверяет» первый путь.
Двухщелевой опыт
Теперь представим себе электрон, рисующий в воздухе множество траекторий, по которым мог бы полететь. Часть проходит через первую щель, а другая часть — через вторую. «Шарик» электрона уже перестает быть похожим на «шарик». Скорее можно представить себе гонку множества «шариков», которые проверяют каждый возможный путь одновременно, и в конце концов кто-то приходит к финишу первый. Этого «победителя» и фиксирует экран. Но… почему победитель не всегда один и тот же? Точнее, почему именно на квантовом уровне победители разные, а на нашем привычном мяч или камень так себя не ведут?
«Этот метод называется интегралом по траекториям, или фейнмановским интегралом — как вам удобнее. Это прекрасный способ вычисления. Рассуждения о том, что при этом “происходит”, — это уже интерпретации», — подводит итог А.М. Семихатов.
Получается, что на первый вопрос «почему так происходит, что электрон не всегда следует по одной и той же траектории и не всегда оказывается в одном и том же месте» дать ответ мы пока не можем. Одна из интерпретаций такова, что электрон и не выбирает вовсе никакой путь, а просто летит сразу по всем возможным и с какой-то вероятностью оказывается в том или ином месте. Представим снова двухщелевой эксперимент. Из точки, где вылетел электрон, в точку его соударения с экраном проходят множество траекторий: какие-то — через первую щель, какие-то — через вторую. Теперь представлю, что щелей не две, а три. Траекторий прибавилось, и электрон может проследовать по любой из них с какой-то вероятностью. Потом представим, что щелей не три, а пять, десять, сто, тысяча…, пока, наконец, их не станет бесконечно много. И барьеров между установкой и экраном представим не один, а два, три, сто, миллион, бесконечно много. По этой логике электрон должен будет следовать по всей бесконечности возможных траекторий — где-то с большей, а где-то с меньшей вероятностью. То есть дело вовсе не в барьере. Барьер лишь изменял вероятности некоторых исходов.
Освещение двух щелей плоской волной
Несмотря на всю кажущуюся фантасмагоричность квантовой механики, способность ученых описывать поведение этих странных объектов приносит весьма конкретные практические плоды. Прогресс в разработке квантовых компьютеров показал, что они способны проводить вычисления, которые недоступны самым мощным классическим суперкомпьютерам. Так, исследователи из Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) и Российского квантового центра (РКЦ) одни из первых в мире продемонстрировали решение прикладных задач на квантовом компьютере. В ходе эксперимента они использовали процессор на основе ионов иттербия (Yb+) и разделили с его помощью написанные от руки изображения нуля и единицы, а также математических объектов — графов. Было показано, что даже небольшие квантовые процессоры уже могут решать простые, но практически значимые задачи, такие как классификация изображений. Это большой шаг к будущему, где квантовые процессоры будут выполнять более сложные вычисления.
Для достижения цели были задействованы алгоритмы машинного обучения, реализованные на квантовом процессоре. Как объяснили исследователи, в работе был применен метод SVM (support vector machine) — это популярный для задач классификации метод машинного обучения. Он помогает разделять данные на классы посредством проведенной между ними оптимальным образом нелинейной границы. «Ядерную часть» алгоритма (сравнение данных) выполняли на квантовом процессоре. Это позволило эффективно обрабатывать даже сложные изображения.
По словам директора ФИАН академика Николая Николаевича Колачевского, в дальнейшем, по мере развития, подобная технология квантовой классификации сможет применяться для множества практических задач. Например, в медицине ее можно использовать для автоматического анализа рентгеновских снимков и данных МРТ и КТ, что поможет оперативно диагностировать заболевания. «В области генетики и биоинформатики квантовые алгоритмы смогут проверять последовательности ДНК, выявляя мутации и предсказывая их влияние на организм. Вместе с тем химия получит инструмент для поиска новых молекулярных структур и моделирования каталитических процессов. В то же время в финансовой сфере квантовые алгоритмы смогут находить сложные закономерности в рыночных данных, улучшая прогнозирование и снижая риски», — пояснил ученый.
| 18.07.25 | 17.07.2025 ВКонтакте форум «Микроэлектроника». Учёные применили машинное обучение на квантовом компьютере |
Отечественные учёные успешно применили машинное обучение на квантовом компьютере
Эксперимент специалистов из ФИАН продемонстрировал способность квантовых процессоров быстро справляться с классификационными задачами благодаря специальным алгоритмам.
Рассказываем, что сделали российские учёные, и каких результатов удалось добиться.
| 18.07.25 | 17.07.2025 Телеграм-канал форум «Микроэлектроника». Учёные применили машинное обучение на квантовом компьютере |
Отечественные учёные успешно применили машинное обучение на квантовом компьютере
Эксперимент специалистов из ФИАН продемонстрировал способность квантовых процессоров быстро справляться с классификационными задачами благодаря специальным алгоритмам.
Рассказываем, что сделали российские учёные, и каких результатов удалось добиться
| 17.07.25 | 16.07.2025 ВКонтакте Росатом Квантовые технологии. Российский 50-кубитный квантовый компьютер успешно прошел тестовые испытания |
Тем временем, российский 50-кубитный квантовый компьютер успешно прошел тестовые испытания.
Ученые из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН в ходе серии исследовательских экспериментов оценили ключевые характеристики первого российского 50-кубитного компьютера, построенного по технологии холодных ионов.
Научная статья, в которой описаны результаты работы, опубликована в журнале «Успехи физических наук» – ведущем отечественном академическом издании, посвященном актуальным проблемам физики.
В процессе испытаний ученые использовали задачи, которые в будущем позволят осуществлять реальные квантовые расчеты.
Специалисты ФИАН в ходе эксперимента обучили нейросеть сортировать написанные от руки изображения цифр. В будущем эта технология может применяться, к примеру, для быстрого поиска новых эффективных молекул, распознавания лиц, проверки ДНК и множества других операций.
| 17.07.25 | 16.07.2025 Телеграм-канал Росатом Квантовые технологии. Российский 50-кубитный квантовый компьютер успешно прошел тестовые испытания |
Тем временем, российский 50-кубитный квантовый компьютер успешно прошел тестовые испытания.
Ученые из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН в ходе серии исследовательских экспериментов оценили ключевые характеристики первого российского 50-кубитного компьютера, построенного по технологии холодных ионов.
Научная статья, в которой описаны результаты работы, опубликована в журнале «Успехи физических наук» – ведущем отечественном академическом издании, посвященном актуальным проблемам физики.
В процессе испытаний ученые использовали задачи, которые в будущем позволят осуществлять реальные квантовые расчеты.
Специалисты ФИАН в ходе эксперимента обучили нейросеть (https://lebedev.ru/ru/main-news/news/5195) сортировать написанные от руки изображения цифр. В будущем эта технология может применяться, к примеру, для быстрого поиска новых эффективных молекул, распознавания лиц, проверки ДНК и множества других операций.
| 17.07.25 | 15.07.2025 Известия. Анализ сданных: с помощью лазера почти на 100% определят причину бесплодия у мужчин |
Российские ученые разработали новый высокоточный метод диагностики мужского бесплодия, который выявляет аномалии, незамеченные при стандартном анализе спермы. Новый способ позволит не только выявлять патологию, но и глубже понять ее причины. Для анализа специалисты применили метод рамановской спектроскопии — изучение вещества по спектру отраженного луча лазера. Они выявили различия в химическом составе здоровых и проблемных образцов. Результаты помогут улучшить диагностику бесплодия и найти новые способы лечения, полагают эксперты. При этом они отмечают, что для массового внедрения технологии нужно доступное оборудование.
Методы диагностики бесплодия
По данным Всемирной организации здравоохранения, с бесплодием сталкиваются порядка 15% пар репродуктивного возраста. И почти в половине случаев причиной становится мужской фактор. Решая эту проблему, ученые из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН и НМИЦ акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова разработали новый высокоточный способ диагностики мужского бесплодия.
Как сообщили специалисты, предложенный алгоритм заключается в применении лазерных технологий при анализе спермы. А именно рамановской спектроскопии — метода, который позволяет с помощью мощного направленного луча света (лазера) «увидеть» отдельные молекулы вещества, а также разглядеть их состав.
В частности, семенная жидкость улучшает качество и подвижность сперматозоидов, поддерживает их жизнеспособность, обеспечивает защиту от внешних стрессовых факторов и регулирует ключевые физиологические процессы. Кроме того, она содержит множество биохимических компонентов, которые могут служить маркерами фертильности, пояснила она.
Традиционные подходы к диагностике мужского бесплодия включают в себя сбор подробного анамнеза, гормональное обследование и спермограмму, которая определяет общий объем семенной жидкости, количество в ней сперматозоидов, их форму, подвижность и концентрацию, рассказала специалист. Такие исследования позволяют определить состояние эякулята, но не дают возможности выявить отклонения, которые происходят на молекулярном уровне, и установить основные причины патологии.
— Существует необходимость в более сложных диагностических инструментах, которые позволят лучше выявлять предпосылки мужского бесплодия. Рамановская спектроскопия позволяет анализировать молекулярный состав, выявляя даже незначительные отклонения, которые остаются незамеченными при стандартных исследованиях, — объяснила Елена Римская.
Как определить химический состав спермы
Предложенный метод заключается в том, что лазерный луч направляют на материал и при отражении частота колебаний частиц света немного меняется, отметила ученый. Эти отклонения для каждого вещества уникальны, как отпечатки пальцев». Поэтому специалисты, анализируя их, понимают, из каких молекул оно состоит.
По словам эксперта, рамановская спектроскопия не требует разрушения материала. Поэтому ее широко применяют в медицине, химии и даже криминалистике. В исследовании эта технология помогла определить тончайшие различия в химическом составе нормальных и проблемных образцов.
— В ходе работы были выделены три ключевых компонента, которые содержатся в сперме. Это тирозин, гексагидрат фосфата спермина и богатый белком компонент. На основе анализа 70 образцов было обнаружено, что спектры нормальных и аномальных образцов значительно различаются. Это позволило разделить их с точностью 95%, — поделилась ученый.
Полученные результаты подтверждают, что метод может стать мощным инструментом для диагностики мужского бесплодия, сообщила Елена Римская. Также он дает возможность проводить анализ много раз и отслеживать изменения в составе семенной плазмы в процессе лечения. Это открывает новые пути для персонализированной медицины.
— Предложенный метод отличается оперативностью и не требует сложной подготовки проб. Тогда как в традиционных клинических анализах (как исследование крови или других биологических жидкостей) необходимо выполнить много подготовительных этапов, — рассказал «Известиям» профессор кафедры лазерных и биотехнических систем Самарского университета Иван Братченко.
В случае рамановской спектроскопии достаточно направить лазерное излучение на образец, чтобы получить полную информацию о его биохимическом составе, пояснил он. Это делает метод более удобным по сравнению с аналогами.
При этом он подчеркнул, что для массового внедрения технологии нужно доступное соответствующее оборудование. Также необходима разработка сложных математических алгоритмов для корректной интерпретации полученных спектральных данных.
— Рамановская спектроскопия, открытая еще в 1928 году, стала одним из самых распространенных методов анализа вещества. Она применяется в разных областях: от исследования минералов до характеризации новых материалов. Существуют даже компактные спектрометры с готовыми библиотеками соединений для быстрой идентификации веществ, — сообщил старший научный сотрудник Лаборатории спектроскопии конденсированных сред Института Институт автоматики и электрометрии СО РАН.
Конкретно в биомедицине метод находит применение, к примеру, в онкологических исследованиях, где помогает анализировать изменения в составе раковых клеток, отметил ученый. Перспективны также работы по изучению живых клеток и состава биологических жидкостей.
— В исследовании впервые показана четкая связь между молекулярным составом плазмы и качеством спермы по критериям ВОЗ. Причем на значительном количестве клинического материала. Ранее рамановскую спектроскопию применяли к сперматозоидам или тканям, но не к семенной плазме в столь строгом дизайне и масштабах, — прокомментировал руководитель Центра превосходства «Персонифицированная медицина» Казанского (Приволжского) федерального университета, член-корреспондент Академии наук Республики Татарстан Альберт Ризванов.
По его словам, в отличие от традиционных подходов предложенный метод обеспечивает высокую чувствительность, специфичность и воспроизводилось анализа, что позволяет точно классифицировать образцы и проводить тонкую диагностику. Однако широкое применение рамановской спектроскопии ограничено высокой стоимостью оборудования, сложностью интерпретации данных и необходимостью подготовки квалифицированного персонала.
| 17.07.25 | 12.07.2025 MiraNews. Росатом начал знакомить партнеров с работой квантового 50-кубитного компьютера |
Госкорпорация «Росатом» объявила о запуске новой уникальной программы под девизом «Я видел квантовый компьютер!». В рамках этой инициативы представители атомной отрасли и компаний-партнеров получат возможность лично ознакомиться с работой самого мощного на сегодняшний день российского квантового вычислителя.
Как сообщает агентство ТАСС, программа предусматривает серию мероприятий, включая посещение лаборатории Физического института имени Лебедева РАН, где и расположен 50-кубитный квантовый компьютер, работающий на основе ионов иттербия. Помимо демонстрации самого устройства, для участников будут организованы дискуссии, посвященные последним достижениям в области квантовых технологий как в России, так и в мире.
Участниками программы станут так называемые «квантовые амбассадоры» — это молодые исследователи, руководители и ведущие специалисты организаций атомной отрасли, а также представители крупнейших индустриальных партнеров. В «Росатоме» подчеркивают, что это уникальная возможность для энтузиастов, готовых активно участвовать в отечественном квантовом проекте, увидеть действующие разработки своими глазами.
Директор по квантовым технологиям «Росатома» Екатерина Солнцева отметила, что квантовые технологии на глазах становятся важной частью бизнес-повестки ведущих корпораций. По ее словам, стратегически мыслящие руководители и эксперты из разных секторов экономики уже учатся применять эти технологии и формулировать «квантовые» задачи. Для них крайне важно увидеть вживую российские квантовые вычислители и другие достижения отечественного проекта.
