Квантовые технологии являются одними из самых перспективных специализаций на рынке труда будущего.
Квантовые технологии – это одна из перспективных профессий, одно из перспективных направлений массовой занятости, которое мы прогнозируем в ближайшем будущем. — Уразов Роберт, Генеральный директор, Союз «Агентство развития профессиональных сообществ и рабочих кадров «Ворлдскиллс Россия».
Сейчас квантовые технологии являются быстрорастущими и уникальными, требующими достаточно высокой квалификации людей. Но уже на чемпионатах видно, что в их составе возникают те профессии, те навыки, те специализации, которые могут быть освоены достаточно большим количеством людей. — Уразов Роберт, Генеральный директор, Союз «Агентство развития профессиональных сообществ и рабочих кадров «Ворлдскиллс Россия».
Ну если получилось в 60-е годы сделать науку основной мечтой поколения, то часть этого поколения должна нашими усилиями начать мечтать и начать превращать мечту в реальность еще в школе. Я верю, что так и будет. — Мокринский Михаил, Директор школы «Летово» – пансиона для способных и мотивированных детей со всей России. Советник руководителя Департамента образования Москвы по вопросам инновационного развития образовательных систем и организаций.
Подготовка кадров для квантовой индустрии необходима уже сегодня.
Необходимо проактивно готовить людей, получать навыки квантовых технологов, сборщиков каналов, отладчиков компьютеров и т.д. даже несмотря на то, что отрасль еще не стандартизовалась и рабочие места не возникли. Почему? Ответ очень простой. Увеличение количества людей, которые освоили эту технологию даст огромный буст для отрасли, для внедрения этих решений. — Уразов Роберт, Генеральный директор, Союз «Агентство развития профессиональных сообществ и рабочих кадров «Ворлдскиллс Россия».
Парадигма образования меняется у нас на глазах, и мы должны реагировать на эти изменения.
После пандемии, совершенно точно, образование, и высшее, и среднее уже никогда не будет прежним. — Салихов Сергей, Первый проректор НИТУ «МИСиС» — лидера консорциума Центра компетенций НТИ «Квантовые коммуникации».
Мы сейчас находимся на сломе парадигмы самой подготовки и образования человека от предметно-знаньевой к деятельностной. Человек получает свои знания не в тот момент, когда он просто прослушивает лектора или читает книгу, а в тот момент, когда он находится в деятельности, будь то в лаборатории, будь то уже на рабочем месте в профессии. — Уразов Роберт, Генеральный директор, Союз «Агентство развития профессиональных сообществ и рабочих кадров «Ворлдскиллс Россия».
Школа должна совершить 4 больших открытия. Первое обязательное открытие – это открытие красоты науки, системности исследовательского подхода. Второй открытие – наука как передний край. Третье – переоткрытие себя. Четвертое открытие – я субъект, привычка быть неведомым. Это вклад школы в то, чтобы ребенок рано повернулся в сторону современной, прорывной профессии. — Мокринский Михаил, Директор школы «Летово» – пансиона для способных и мотивированных детей со всей России. Советник руководителя Департамента образования Москвы по вопросам инновационного развития образовательных систем и организаций.
Запоздалая реакция современного высшего образования на развитие новых технологий, формирование новых отраслей экономики и секторов рынка труда.
На сегодняшний день приходят абитуриенты, они поступают на массу направлений, которых не будет на рынке труда, к тому моменту, когда они закончат университет. Мы не можем быть пространством послезавтра, когда мы готовим специалистов для позавчера.» — Касамара Валерия, Проректор НИУ ВШЭ, директор Института прикладных политических исследований НИУ ВШЭ.
Университет – это не про сегодня и даже не про завтра. Университет – это про послезавтра. Миссия университета – говорить о том, какие технологии будут востребованы послезавтра и готовить молодых людей именно к этой жизни. — Салихов Сергей, Первый проректор НИТУ «МИСиС» — лидера консорциума Центра компетенций НТИ «Квантовые коммуникации».
В Китае, как и в остальном мире, мы понимаем, что есть некий пробел между образованием и требованиями, которые выдвигаются новыми технологиями, особенно когда мы говорим о квантовых технологиях. — Саввидис Павлос, Профессор университета Вестлейк (Китай), специалист в области экспериментальной поляритоники.
Классическая история – сначала технология, потом средство производства, а только потом человек, к сожалению, в нынешнем мире невозможна. Технологии слишком быстро меняются, поэтому необходимо рисковать. — Уразов Роберт, Генеральный директор, Союз «Агентство развития профессиональных сообществ и рабочих кадров «Ворлдскиллс Россия».
Полный переход на онлайн-образование невозможен в технических специальностях.
Лирики пережили переход на 100% онлайн легчен, чем физики. Все, кому нужны были лабораторные мощности, мастерские сильно страдали. — Касамара Валерия, Проректор НИУ ВШЭ, директор Института прикладных политических исследований НИУ ВШЭ.
Университет – это прежде всего среда общения. Поэтому никакой онлайн не заменит атмосферу, в которой студент оказывается, приходя в университет и то живое общение, которые есть с преподавателем. — Касамара Валерия, Проректор НИУ ВШЭ, директор Института прикладных политических исследований НИУ ВШЭ.
Репутация квантовых технологий как очень сложной в изучении области научного знания.
У квантовой физики такая репутация – заумная наука, страшно тяжелая, что даже доктора наук и специалисты в этой области толком ничего не понимают. На самом деле мое убеждение, что это потому, что не умели учить толком. — Львовский Александр, Профессор, Оксфордский университет Профессор, Оксфордский университет.
Квантовой механике можно учить совершенно по-другому. Можно учить, не начиная с волновых функций, не начиная с механических систем, а начиная с некоторых более простых систем, ну например фотонов. Этому научить гораздо проще. — Львовский Александр, Профессор, Оксфордский университет Профессор, Оксфордский университет.
Концентрация передовых образовательных программ в столичном регионе.
У нас в стране такой масштаб и столько медвежьих углов в которых есть безумно талантливые дети, наши современные Ломоносовы. У них должна быть возможность увидеть воодушевленных и влюбленных в свое дело людей, пойти в науку. — Касамара Валерия, Проректор НИУ ВШЭ, директор Института прикладных политических исследований НИУ ВШЭ.
Повышение качества фундаментального физического образования.
Каждый человек, который обучается, должен иметь вектор развития и ориентироваться на конкретную профессию под задачи конкретного работодателя, но при этом образовательный процесс должен быть выстроен таким образом, чтобы у него сохранялось фундаментальное ядро. — Воронов Артем, Проректор по учебной работе и довузовской подготовке МФТИ, и.о. директора Физтех-школы физики и исследований им. Ландау, в рамках которой в 2019 году запустилась магистерская программа по квантовым технологиям совместно с РКЦ.
Необходимо начинать готовить детей к профессиям будущего на самых ранних этапах их образовательной траектории.
Квантовую физику нужно учить не в университете, а в школе. — Львовский Александр, Профессор, Оксфордский университет Профессор, Оксфордский университет.
Важно отметить, что большое количество квантовых технологий основано на фотонах или на изучении лазера. Очень важно эти идей уже на ранних стадиях в школе объяснять. — Саввидис Павлос, Профессор университета Вестлейк (Китай), специалист в области экспериментальной поляритоники.
Школа должна очень сильно напортить, чтобы дети не захотели заинтересоваться современной, прорывной областью науки и практики. Но с другой стороны, школа может сделать все, чтобы не пришли те, кого можно вовремя повернуть в эту сторону. — Мокринский Михаил, Директор школы «Летово» – пансиона для способных и мотивированных детей со всей России. Советник руководителя Департамента образования Москвы по вопросам инновационного развития образовательных систем и организаций.
Школьный возраст – это возраст, где мечтается, а не там, где строятся планы. И мне кажется, что прорыв в науку и в будущие профессии должен начинаться именно в этом возрасте. — Мокринский Михаил, Директор школы «Летово» – пансиона для способных и мотивированных детей со всей России. Советник руководителя Департамента образования Москвы по вопросам инновационного развития образовательных систем и организаций.
Необходимо правильно использовать тот взрывной рост опыта онлайн-образования, который сформировался во время пандемии.
Вузовское образование состоит из трех частей: лекции, семинары и лабораторные работы. Как происходят лекции? Профессор что-то вещает, студенты спят на партах. Понятно, что эту часть процесса надо перенести онлайн. — Львовский Александр, Профессор, Оксфордский университет Профессор, Оксфордский университет.
Подведомственный Россвязи МТУСИ в рамках сотрудничества с научно-производственной компанией QRate начинает формировать новые образовательные стандарты в области квантовых коммуникаций в России.
Для этого вуз внедряет изучение технологий квантового распределения ключей в образовательный процесс. Оборудование QRate, на котором будут заниматься студенты, поможет повысить качество подготовки специалистов по телекоммуникациям и информационной безопасности.
Перспективный рынок квантовых технологий развивается. Уже сейчас наблюдается дефицит квалифицированных сотрудников, обладающих достаточными знаниями и опытом в этой теме. Бизнес и государственные структуры заинтересованы в активной подготовке таких специалистов. Россия является одним из лидеров квантовой гонки. Грамотная стратегия обучения новых профессионалов поможет стране сохранить сильные позиции на долгие годы. М ТУСИ – один из первых университетов, который внедрил оборудование для изучения квантовых коммуникаций в учебный процесс.
Для нового учебного направления МТУСИ закупил научно-образовательный комплекс квантового распределения ключей (НОК КРК), который разработала и произвела компания QRate. Это оборудование используется для проведения учебных и научно-исследовательских работ в области квантовых коммуникаций.
Отличительной особенностью комплекса НОК КРК является гибкость конфигурации. Модульный аппаратно-программный комплекс позволяет модифицировать оптические схемы, варьировать электронные компоненты, исследовать перспективные протоколы, а также разрабатывать интерфейсы для интеграции квантовых коммуникаций в другие информационные системы. Оборудование помогает подробно изучить метод квантового распределения ключей, который позволяет двум сторонам, соединенным по открытому каналу связи, создать общий случайный ключ, который известен только им, и использовать его для шифрования и дешифрования сообщений. Кроме оборудования в комплекс входят специально разработанный информационный блок и консультационная поддержка, которые помогают интегрировать курс по квантовым коммуникациям в программу образовательного учреждения.
QRate – научно-производственная компания, разрабатывающая аппаратно-программные решения для обеспечения информационной безопасности с помощью технологий квантовых коммуникаций. Высокотехнологичные продукты компании обеспечивают новый уровень защиты информации. Q Rate – технологический лидер среди разработчиков и поставщиков квантово-защищенных решений для кибербезопасности в России.
Спрос на специалистов в области телекоммуникаций и информационной безопасности растет. Информация становится главной ценностью цифрового общества. Злоумышленники находят новые способы доступа к секретным сведениям, поэтому необходимо инновационное развитие в области защиты персональных и корпоративных данных. При этом появляются принципиально новые способы защиты данных и телекоммуникационных каналов. М ТУСИ и QRate планируют вывести подготовку кадрового резерва государства на качественно новый уровень.
Российский квантовый центр, Фонд Росконгресс и Госкорпорация «Росатом» провели заключительную международную онлайн-дискуссию в рамках проекта «Квант будущего», который включает в себя открытые сессии, посвященные квантовым вычислениям, квантовым коммуникациям и абсолютно защищенной передаче данных, а также применению квантовых технологий в медицине.
Пятая онлайн-дискуссия «Квантовая революция: профессии будущего и трансформация образования» состоялась в 8 июля. Модератором выступил Руслан Юнусов, руководитель проекта Росатома по созданию квантового компьютера в России.
Эксперты обсудили вызовы, с которыми столкнулась сфера образования в связи с появлением и стремительным развитием таких передовых технологий, как квантовый компьютер. Среди затронутых на конференции вопросов были такие: приобщение учебных заведений к высоким технологиям, последним исследованиям и практике, актуализация учебного материала и подхода, выявление талантливых студентов, определение компетенций и специальностей будущего. Как отметил Руслан Юнусов, квантовый компьютер — это уже наша реальность, в скором времени он перевернет все индустрии и нашу привычную жизнь. Для появления таких мощных технологических инструментов необходимо подготовить академическую и кадровую базу.
«Нередко бывает так, что российские вузы перенимают уже готовые образовательные направления, программы. В настоящее время такой подход невозможен. Мир слишком быстро меняется, а в случае с квантовыми технологиями медлить нельзя: если наша образовательная система будет ждать, когда квант встанет на промышленные рельсы — мы можем безнадежно опоздать», — считает Руслан Юнусов.
По мнению Александра Львовского, профессора Оксфордского университета и руководителя группы «Квантовая оптика» Российского квантового центра, обучать квантовой физике следует уже в школе. Способность детей осваивать эту научную область была подтверждена на практике: в 2013 году Александр Львовский руководил кружком по квантовым технологиям для школьников, который был создан при Российском квантовом центре и существует до сих пор. В 2019 году на основе собственных методических материалов Александр Львовский выпустил учебник «Отличная квантовая механика» для учеников математических школ и студентов, построенный по принципу «от простого к сложному».
«У квантовой физики сложилась репутация очень сложной науки, доступной для понимания только выдающимся ученым. Я убежден, что происходит это из-за серьезных недостатков в преподавательском подходе. Начинать стоит не с действительно сложной квантовой механики и волновых функций, как это у нас принято, а с изучения фотонов. Понять природу и поведение этих квантовых частиц способны даже школьники: полученных в математическом классе знаний из области комплексных чисел, тригонометрии и линейной алгебры будет для этого достаточно», — сообщил Александр Львовский.
Михаил Мокринский, директор школы-пансиона для способных детей «Летово» и советник руководителя Департамента образования Москвы по вопросам инновационного развития образовательных систем и организаций, также высказал мысль о том, что основополагающий фактор в преподавании для детей — это формирование искреннего интереса к науке.
«Школьный возраст — это время для мечтаний, а не построения планов. Именно поэтому школа обязана позволить детям совершить четыре больших открытия, которые строятся на сильных, жизнеформирующих впечатлениях. Первое открытие — это осознание красоты науки, ее системности. Второе открытие — ощущение включенности изучаемой науки в мировой прогресс, и тут нелишним будет сотрудничество школ с реальными предприятиями. Третье открытие связано с осознанным восприятием себя и ответственностью перед своим будущим: каким школьник себя видит, чем хочет заниматься, какой путь должен пройти для достижения поставленной цели. Четвертое открытие школьника можно обозначить как „я — субъект“: человек уже в юном возрасте начинает обучаться критическому восприятию, гибкости мышления, независимости, самостоятельности, ответственности. Таким образом, школа способна повернуть ребенка уже в юном возрасте к современной, прорывной профессии, помочь ему увидеть широкие горизонты, куда стоит стремиться. Школы уже на раннем этапе выявляют самых заинтересованных и способных детей, которые в будущем могут внести огромный вклад в науку. В 60-е годы удалось сделать науку мечтой целого поколения, в наших силах точно так же вдохновить ребят уже в школе», — говорит Михаил Мокринский.
Безусловно, подготовка кадров в основном связана с университетами. Ведущие российские технологические университеты во многом следуют советской традиции, но в соответствии с современными реалиями. Так, Московский физико-технический институт был создан лучшими учеными того времени, в том числе нобелевскими лауреатами, с целью подготовки кадров для Академии наук, а в 2019 году совместно с Российским квантовым центром там запустили магистерскую программу по квантовым технологиям. Как сообщил Артем Воронов, и.о. директора Физтех-школы физики и исследований им. Ландау, а также проректор по учебной работе и довузовской подготовке МФТИ, основные задачи Физтех-школы — это поиск одаренных ребят и вовлечение их в настоящие проекты под руководством ведущих ученых.
«К нам приходят самые мотивированные, амбициозные студенты, которые готовы работать здесь и сейчас, максимально глубоко погружаться в научный процесс и передовые технологические разработки. Для них квантовые технологии, связанные с ними перспективы и возрастающая конкуренция в этой отрасли — личный вызов, который они отважно принимают. Конечно, мы делаем все возможное, чтобы поддержать в этом студентов и приобщаем их к реальным научным проектам. Кроме того, мы стараемся переориентировать на практические задачи очень способных студентов, финалистов олимпиад, которые страстно увлечены физикой как таковой, но не до конца понимают возможное применение своих талантов и знаний вне теории», — сообщает Артем Воронов.
НИТУ «МИСиС» — это еще один бесспорный лидер в области технологического образования, который гордится своим историческим достоянием и традициями. Долгие годы университетскую кафедру теоретической физики университета возглавлял Алексей Абрикосов — всемирно известный физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии. Не так давно МИСиС совместно с Российским квантовым центром выиграл грант Агентства стратегических инициатив для развития исследований в области квантовых коммуникаций. По словам первого проректора НИТУ «МИСиС» Сергея Салихова, этот успех во многом обусловлен тем, что вуз опирается на тот фундамент, который был заложен Абрикосовым. Спикер подчеркнул, что ко всему прочему преемственность традиций очень важна для появления и воодушевления молодых ученых.
«Мы гордимся тем, что МИСиС стал частью консорциума, на базе которого вместе с Российским квантовым центром и технологическими предприятиями был создан Центр компетенций НТИ „Квантовые коммуникации“ — уникальная для России научно-образовательная организация, стратегическая цель которой — создание долгосрочной структуры, обеспечивающей конвертацию фундаментальных исследований в прикладные, и дальнейший переход прикладных исследований в коммерческие продукты. На наш взгляд, университет должен обучать не только тому, что применимо сегодня, но смотреть дальше и ориентировать студентов на послезавтра. Исторически МИСиС внедряет в обучение самые прогрессивные направления и отвечает кадровым запросам на государственном уровне, а также требованиям рынка», — сообщает Сергей Салихов.
Миссию по сближению академической базы с практическим применением взяла на себя и Высшая школа экономики. Факультет физики НИУ ВШЭ был создан в 2016 году. Как отмечает Валерия Касамара, проректор НИУ ВШЭ, факультет привлекает в качестве преподавателей ученых мирового уровня и предоставляет студентам возможность применять полученные знания на практике в рамках реальных исследований.
«Одной из отличительных черт образования в ВШЭ является практико-ориентированность, тесный диалог с работодателями и понимание рынка труда, актуальных ниш. При формировании образовательных программ мы стараемся гибко и динамично реагировать на изменения. Не случайно мы поддерживаем масштабную олимпиаду для студентов разных специальностей „Я — профессионал“, которая помогает уменьшить зазор между высшим образованием и работодателями. Задания для участников составляют эксперты из ведущих российских вузов и крупнейших компаний, в числе которых Сбербанк России, Банк ВТБ, Госкорпорация „Росатом“, Трубная металлургическая компания. Мы убеждены, что такие инициативы открывают перед молодыми исследователями широкие перспективы и способствуют общему прогрессу: будущее науки за молодежью», — говорит Валерия Касамара.
«Квантовые технологии уже прочно вошли в нашу жизнь. Чтобы обеспечить им ускоренное развитие, необходимо привлекать ученых самых разных направлений, а также учитывать рыночный интерес в текущих разработках. Сотрудничество с корпорациями помогает лучше понять, какое применение квантовых технологий возможно и, соответственно, какие профессии будущего прогнозируются. В Германии уже давно наблюдается новая парадигма, в основе которой синергичность научного сообщества и бизнеса, предприятий. Университеты должны постоянно держать руку на пульсе и быть гибкими, ведь именно от них во многом зависит, насколько навыки и знания выпускников будут применимы в реальной жизни, насколько они будут полезны обществу», — сообщил Манфред Байер, профессор и ректор (с 1 сентября 2020 года) Технического Университета Дортмунда.
Профессор частного китайского университета Вестлейк, специалист в области экспериментальной поляритоники Павлос Саввидис отметил, что университеты должны быть включены в международный научный процесс и перенимать лучшие знания и опыт. Так, в университете Вестейлек обучение ведется на английском языке, а к преподаванию приглашаются эксперты с мировым именем.
Роберт Уразов является генеральным директором Союза «Молодые профессионалы (Ворлдскиллс Россия)» и инициатором создания блока компетенций будущего . По его словам, квантовые технологии приведут к значительным изменениям на рынке труда, в том числе в области массовой занятости, а определенные навыки, которые потребуются в рамках новых профессий, смогут освоить очень многие. способствует популяризации компетенций в области квантовых технологий.
«В отличие от многих исследовательских организаций, которые ведут разработки в закрытом режиме, Российский квантовый центр делится своими знаниями и достижениями с университетами. Если проводить историческую параллель, то за первым полетом в космос стояли десятилетия обширного образовательного процесса начиная с кружков планеристов в 20-х годах: отрасли ракетостроения еще не было, а понимание принципа реактивного двигателя уже было. Тогда это было массовым увлечением. Сегодня погружение широкой общественности в контекст квантовых технологий должен иметь сопоставимый масштаб — для ускоренного развития отрасли и всеобщего блага. Безусловно, одну из ключевых ролей в запуске данного процесса играют образовательные учреждения, которые следуют принципам практикоориентированности», — говорит Роберт Уразов.
Специальный гость конференции Юлия Ужакина, генеральный директор Академии Росатом, в свою очередь добавила, что в эпоху бурного развития атомной и космической отраслей в прошлом веке не было готовых специалистов, а к проектам подключились выдающиеся ученые с фундаментальным образованием. Таким образом, главной компетенцией будущего, по словам Юлии Ужакиной, станет адаптивность, стремление постоянно учиться, повышать свою квалификацию: «Если человек толковый, то он всегда сможет применить свои знания, сможет освоить новые профессии, о которых мы сейчас даже не подозреваем. В Росатоме предоставляются все возможности для дополнительного образования и освоения актуальных навыков».
В заключение эксперты кратко обсудили влияние пандемии коронавируса на систему образования и отметили, что молодые поколения хорошо адаптируются к новым форматам и техническим инструментам в образовательном процессе, а университеты успешно прошли своеобразную проверку на гибкость и подстройку к новым реалиям.
Серию онлайн-встреч поддерживают МКР-медиа и бизнес-инициатива в партнерстве с 2.0 и научно-популярным изданием +1.
Первая встреча «Квантовые вычисления: ответы на глобальные вызовы» состоялась 4 июня. Участники обсудили глобальные вызовы, на которые сможет дать ответ квантовый компьютер.
Вторая дискуссия «Квантовые коммуникации: абсолютно защищенное будущее» прошла 11 июня. Научные деятели с мировыми именами, а также представители бизнеса поговорили о перспективах и преимуществах квантовых технологий для быстрых и безопасных коммуникаций.
Третья дискуссия «Могут ли квантовые технологии подарить нам бессмертие?» прошла 18 июня. Ее участники обсудили перспективы увеличения продолжительности и улучшения качества жизни.
Четвертая онлайн-сессия «Рынки квантовых технологий: кто в них инвестирует и зачем?» 25 июня была посвящена основным рынкам квантовых технологий, созданию стартапов и уже существующим компаниям в области квантовых сенсоров, коммуникаций и вычислений.
Описания и трансляции всех сессий можно посмотреть на сайте Фонда Росконгресс.
Больше информации о деятельности Российского квантового центра и о развитии квантовых технологий в России и мире можно узнать из лекций на РКЦ.
1. Булгакова Н. Ж. Возрастная динамика и биологическая зрелость показателей физического развития и специальной работоспособности, лимитирующих скорость плавания / Н. Ж. Булгакова, О. И. Попов // Новые исследования. – 2009. – № 4
. – С. 15-22.
2. Динамика параметров скорости плавания на дистанции 100 метров кролем на груди у юных спортсменов / В. Ю. Карпов, М. В. Некрасова, Р. Б. Краснов, Е. В. Гарина // Теория и практика физической культуры. – 2021. – № 8. – С. 72-74.
3. Функциональные возможности сердца у студентов, занимающихся футболом / И. Н. Медведев, В. Ю. Карпов, А. А. Антонов, Н. В. Кириллова // Ученые записки университета им. П.Ф. Лесгафта. – 2021. – № 6 (196). – С. 192-196.
4. Динамика общей физической подготовленности студентов первокурсников при регулярных занятиях физической культурой / В. Ю. Карпов, И. Н. Медведев, В. И. Шарагин, О. А. Разживин // Ученые записки университета им. П.Ф. Лесгафта. – 2021. – № 8 (198). – С. 118-123.
5. Possibilities of Students’ Health Improvement through Physical Training in the Aquatic Environment / V. Yu. Karpov, I. N. Medvedev, M. N. Komarov, A. V. Dorontsev, E. S. Kumantsova, O. G. Mikhai-lova // Journal Of Biochemical Technology. – 2021. – № 12
. – P. 67-71.
6. Савельева О. Ю. Теория и методика обучению плаванию: учебное пособие / О. Ю. Савельева, В. Ю. Карпов. – 2-е изд., перераб. и доп. – Москва : КНОРУС, 2022.-323с.
7. Якуб И. Ю. Плавание и результаты тестирования по плаванию / И. Ю. Якуб, А. А. Моторыкина // Символ науки: международный научный журнал. – 2018. – № 1-2. – С. 166-170.
1. Bulgakova, N. Zh. and Popov, O. I. (2009), “Age dynamics and biological maturity of indicators of physical development and special performance limiting swimming speed”, New investigations, Vol. 21, No.4, pp. 15-22.
2. Karpov, V. Yu., Nekrasova, M. V., Krasnov, R. B. and Garina, E. V. (2021), “10-17 year-old’s 100m freestyle swimming speed, stroke pace and length profiling study”, Theory and Practice of Physical Culture, No. 8, pp. 72-74.
3. Medvedev, I. N., Karpov, V. Yu., Antonov, A. A. and Kirillova, N. V. (2021), “Heart functional capabilities at practicing students footballers”, Uchenye zapiski universiteta imeni P. F. Lesgafta, Vol. 196, No. 6, pp. 192-196.
4. Karpov, V. Yu., Medvedev, I. N., Sharagin V. I. and Razjivin, O. A. (2021), “Dynamics of firstgrade student’s general physical preparedness during regular physical education classes”, Uchenye zapiski universiteta imeni P. F. Lesgafta, Vol. 198, No. 8, pp. 118-123.
5. Karpov, V. Yu., Medvedev, I. N., Komarov, M. N., Dorontsev, A. V., Kumantsova, E. S. and Mi-khailova, O. G. (2021), “Possibilities of Students’ Health Improvement through Physical Training in the Aquatic Environment”, Journal Of Biochemical Technology, Vol. 4, No. 12, pp. 67-71.
6. Savelieva, O. Yu. and Karpov, V. Yu. (2022), Theory and methods of teaching swimming: textbook, Publishing house “KNORUS”, Moscow.
7. Yakub, I. Yu. and Motorykina, A. A. (2018) “Swimming and swimming test results”, Science symbol: international science journal, No. 1-2, pp.166-170.
Статья поступила в редакцию 27.02.2022
РЕАЛИЗАЦИЯ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА В ОБРАЗОВАНИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ КВАНТОВЫХ КОМПЬЮТЕРОВ
Андрей Вячеславович Зуев, кандидат исторических наук, доцент, Ирина Александровна Макеева, кандидат юридических наук, начальник кафедры, Виталий Александрович Медведев, преподаватель, Андрей Владимирович Платонов, кандидат философских наук, доцент, Анна Александровна Савченко, кандидат филологических наук, доцент, Анна Валентиновна Троц, кандидат технических наук, доцент, Ленинградский област-
ной филиал Санкт-Петербургского университета Министерства внутренних дел Российской Федерации, Санкт-Петербург
В статье рассматривается вопрос применения квантовых компьютеров в использовании искусственного интеллекта в образовании. Целью является выработка требований и доказательство эффективности внедрения квантовых вычислительных машин в системе искусственного интеллекта, который будет работать в образовательном процессе. Указывается, что квантовые вычисления будут способны изменить ход настоящей реальности и существенно сэкономить количество времени, требующегося для реализации тех или иных процессов и запросов на выборку необходимой информации. Авторами отмечено, что помимо интеграции искусственного интеллекта и приобщения к нему квантового компьютера следует учесть большое количество прикладных вопросов. Результаты проведенного научного исследования позволили доказать эффективность и определить те требования, которые должны быть выполнены для стабильного функционирования квантовых компьютеров.
Ключевые слова: квантовые компьютеры, искусственный интеллект, образовательный процесс, логические операции, качество обучения.
REALIZATION OF THE POSSIBILITIES OF ARTIFICIAL INTELLIGENCE IN EDUCATION WITH THE USE OF QUANTUM COMPUTERS
Andrey Vyacheslavovich Zuev, the candidate of historical sciences, senior lecturer, Irina Ale-ksandrovna Makeeva, the candidate of law sciences, head of the department, Vitaly Aleksan-drovich Medvedev, the teacher, Andrey Vladimirovich Platonov, the candidate of philosophical sciences, senior lecturer, Anna Aleksandrovna Savchenko, the candidate of philological sciences, senior lecturer, Anna Valentinovna Trots, the candidate of technical sciences, senior lecturer, Leningrad Regional Branch of the St. Petersburg University of the Ministry of Internal
Affairs of Russia, Saint-Petersburg
The article considers the use of quantum computers in the process of applying artificial intelligence in education. The aim is to develop requirements and prove the effectiveness of the introduction of quantum computers in the system of artificial intelligence, which will be applied in the educational process. It is pointed out that quantum calculations will be able to change the course of the reality and significantly save the amount of time required to implement certain processes and requests to sample the necessary information. The authors noted that in addition to the integration of artificial intelligence and the introduction of quantum computers, a large number of potential issues should be considered. The results of the research reveal the effectiveness and determine necessary requirements for the stable functioning of quantum computers.
Keywords: quantum computers, artificial intelligence, educational process, logical operations, quality of learning.
Электронные вычислительные машины, которые в настоящее время приобрели массовую распространённость и используются повсеместно, имеют существенные ограничения в своей производительности и используют стандартные, «громоздкие» цифровые двоичные алгоритмы с двумя возможными логическими состояниями «0» и «1», которые называются битами. Такое построение вычислительной машины имеет множество существенных недостатков, среди которых можно выделить низкую ограниченную скорость обработки процессов, а также поиск информации в неструктурированной базе данных, который очень важен непосредственно в построении системы образования на базе искусственного интеллекта.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Из этого следует, что кубит, находящийся в состоянии суперпозиции, может легко внутри себя имитировать все возможные логические операции со всеми возможными значениями, которые должна принять та или иная переменная.
Следовательно, любые исчисления, даже самой высокой сложности не составят больших проблем в решении для квантового компьютера, по причине применения принципа суперпозиции.
Таким образом, из этого можно заключить то, что квантовые вычисления будут способны изменить ход настоящей реальности и существенно сэкономить количество
Для примера стоит взять локальный уровень принятия решений, то есть уровень, при котором в процессе обучения будет задействовано всего лишь 1000 человек. Каждому из них будет предложено минимум 5 вариантов выбора при получении того или иного материала. Далее в этих пяти вариантах будет предусмотрено минимум 100 возможных вариантов ответа от человека. На каждом этапе это количество будет только расти, и в итоге, в среднем, на решение одной задачи, будет выделено 2*109 возможных вариантов решения. Если учесть, что обучается не один человек, то можно понять, что вычислительной мощности, пропорциональной нормальному отведённому месту для компьютеров банально не хватит.
Таким образом, помимо интеграции искусственного интеллекта и приобщения к нему квантового компьютера следует учесть очень большое количество прикладных вопросов, от места и баланса свободного пространства, до потребляемой электроэнергии.
Здесь идёт речь о работе с квантовой системой, в которой изменение спина квантовой системы, которое может поменяться буквально от малейшего отклонения фотона от орбиты. Из этого можно сделать вывод о том, что квантовые вычисления могут быть весьма неточны в своих результатах, хотя и сохранят прежнюю скорость вычисления.
Если в случае обыкновенных компьютеров, данные неполадки регулируются добавлением большего количества резисторов и увеличения входной мощности процессора, то в квантовых компьютерах, количество кубитов, необходимых для стабилизации процесса увеличить довольно проблематично.
Если говорить просто, то обрабатывать постоянно изменяющиеся ячейки информации попросту не представляется реальным. Это обусловлено тем, что в условиях суперпозиции остановить кубит и заставить его принять одно из значений невозможно, поскольку кубит находится во всех возможных состояниях одновременно и его будет просто невозможно с точной уверенностью представить в каком-либо угодном условию поставленной задачи состоянии. Примером недостатка такой системы может служить сравнение выполнения стандартной операции для вычислительной машины – скопировать информацию в буфер обмена, и после этого поместить её где-либо. В реальности квантового
мира это невозможно, потому что, запоминая то или иное значение кубита, квантовый компьютер попросту теряет своё свойство.
Для стабильного функционирования квантовых компьютеров, должны быть выполнены следующие требования:
– система должна состоять из точно известного числа частиц;
– должна быть возможность привести систему в точно известное начальное состояние;
– степень изоляции от внешней среды должна быть очень высока;
– надо уметь менять состояние системы согласно заданной последовательности унитарных преобразований ее фазового пространства;
– необходимо иметь возможность выполнять «сильные измерения» состояния системы (то есть такие, которые переводят ее в одно из чистых состояний).
Таким образом, при должном уровне разработки квантовых компьютеров, а также при вводе их в массовую эксплуатацию, такие технологии станут одним из основных оплотов для создания крайне точного и мощного прототипа образовательной системы с использованием искусственного интеллекта.
1. Девятков В. В. Системы искусственного интеллекта: учебное пособие для вузов / В. В. Девятков. – Москва : МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001. – 352 с.
2. Китаев А. Ю. Квантовые вычисления: алгоритмы и исправление ошибок / А. Ю. Китаев // Успехи математических наук. – URL: https://http://www.mathnet.ru/php/archive.phtml?wshow=paper&jrnid=rm&paperid=892&option_lang=ru s (дата обращения: 30.01.2022).
3. Философская антропология: словарь под ред. д-ра филос. наук, проф. Н. Хамитова / Интеллект / Искусственный интеллект. – Киев : КНТ, 2014. – 472 с.
4. Grover, L. A fast quantum mechanical algorithm for database search / L. Grover // Proceedings of the 28th Annual ACM Symposium on Theory of Computing, -1996. – No. 7. – P. 212- 219.
5. Yao А. С.-С. Quantum circuit complexity. // Proceedings of the 34th Annual Symposium on the Foundations of Computer Science, IEEE Computer Society Press, Los Alamitos, CA, – 1993. – URL: https://www.semanticscholar.org/paper/Quantum-Circuit-Complexity-Yao/f64ed54b6d8e75ffeb422f94c14f12e07d57ad8e (дата обращения: 30.01.2022).
6. Shor P. W. Algorithms for Quantum Computation: Discrete log and Factoring. // Proceedings of the 35th Annual Symposium on the Foundations of Computer Science, edited by S. Goldwasser, IEEE Computer Society Press, Los Alamitos, CA, – 1994. – URL: https://www.phys.uni-sofia.bg/~svetivanov/FourierPapers/1994%20-%20(Th)%20P%20Shor.pdf (дата обращения: 30.01.2022).
1. Devyatkov, V. V. (2001), Artificial intelligence systems: study guide for universities, Bauman Moscow State Technical University, Moscow.
2. Kitaev, A. Yu. (1997), “Quantum computing: Algorithms and error correction”, Successes of mathematical sciences, available at: https://http://www.mathnet.ru/php/archive.phtml?wshow=paper&jrnid=rm&paperid=892&option_lang=ru s (date accessed: 30.01.2022).
3. Khamitova, N. (2014), Philosophical Anthropology: a dictionary, Artificial intelligence, KNT, Kiev.
4. Grover, L. (1996), “A fast quantum mechanical algorithm for database search”, Proceedings of the 28th Annual ACM Symposium on Theory of Computing, No. 7, рр. 212- 219.
5. Yao, А. С. С. (1993), “Quantum circuit complexity”, Proceedings of the 34th Annual Symposium on the Foundations of Computer Science, IEEE Computer Society Press, Los Alamitos, CA,, https://www.semanticscholar.org/paper/Quantum-Circuit-Complexity-
Yao/f64ed54b6d8e75ffeb422f94c14f12e07d57ad8e (date accessed: 30.01.2022 30.01.2022).
Статья поступила в редакцию 01.02.2022
ОБУЧЕНИЕ СТУДЕНТОВ ВУЗА ОСНОВАМ БИОМЕХАНИКИ ДВИЖЕНИЙ ЧЕЛОВЕКА НА ЗАНЯТИЯХ НАУЧНОГО КРУЖКА
Ильдар Фаисович Ибрагимов, кандидат биологических наук, доцент, Казанский государственный энергетический университет; Казанский государственный медицинский университет, Казанский институт (филиал) Всероссийского государственного университета юстиции, Казан; Сергей Викторович Деменев, доцент, Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань; Сергей Георгиевич Диц, старший преподаватель, Илья Константинович Рихтер, преподаватель, Разил Фан-зилович Габдрахманов, преподаватель, Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань; Айгуль Ринатовна Евсеева, старший преподаватель, Казанский государственный медицинский университет, Казань
Целью научного кружка являлось создание представления о биомеханике движений человека и применение этих знаний в процессе занятий физической культурой и спортом и выявление научного потенциала среди студентов. В ходе исследования нами были поставлены задачи: ознакомить студентов с основными законами биомеханики движений человека и методам биомеханического анализа движений; сформировать мотивацию к самостоятельному изучению законов биомеханики и т.д.; выявить наиболее одаренных студентов и увеличить научный потенциал с целью улучшения мониторинга кафедры физвоспитания. Исследование проводилось с применением эмпирических методов, опроса и анкетирования, и статистической обработки данных, а также фото-сьемки. Практическая значимость проведенного исследования заключается в следующем: полученные данные могут применяться преподавателями и студентами на занятиях по физической культуре и спорту, а также при проведении заседаний научного кружка; повысить работу кафедры в направлении научных исследований и мониторинг показателей кафедры и вуза.
Ключевые слова: биомеханика, легкая атлетика, студенты, физическая культура и спорт, элективные дисциплины.
TEACHING THE BASICS OF BIOMECHANICS OF HUMAN MOVEMENTS TO UNIVERSITY STUDENTS DURING THE CLASSES OF THE SCIENTIFIC CLUB Ildar Faisovich Ibragimov, the candidate of biological sciences, senior lecturer, Kazan State Power University, Kazan State Medical University, Kazan Institute (branch) All-Russian State University of Justice; Sergey Viktorovich Dementev, the senior lecturer, Kazan National Research Technological University; Sergey Georgievich Dits, the senior teacher, Ilya Konstanti-novich Richter, the teacher; Razil Fanzilovich Gabdrakhmanov, the teacher, Kazan (Volga Region) Federal University; Aigul Rinatovna Evseeva, the senior teacher, Kazan State Medical
The aim of the scientific club was to develop understanding of the biomechanics of human movements and to apply this knowledge in the process of physical training and sports and to identify scientific