В новом учебном году в НИЯУ МИФИ запускается первая в России образовательная программа «Квантовый инжиниринг». Учебный курс будет сформирован в Институте лазерных и плазменных технологий (Институт ЛаПлаз) университета по принципу «гринфилда», то есть с нуля
ак заметил академический руководитель программы, руководитель научной группы Российского квантового центра по созданию квантового компьютера на холодных ионах Кирилл Лахманский, «еще недавно слово “квантовый” употреблялось только учеными, занимающимися фундаментальными исследованиями. В последние годы квантовая физика вышла за пределы лабораторий и стала осваиваться бизнесом и индустрией. В результате резко возрос спрос на специалистов в области квантовых технологий».
Нехватка людей ощущается во многих научных лабораториях. Задача создания в России новой генерации специалистов по квантовым технологиям была заложена в том числе в дорожной карте по развитию квантовых технологий, утвержденной в 2020 году. Квантовые ученые-инженеры, как отметила куратор программы Яна Ляхова, смогут работать в передовых исследовательских центрах, в квантовых лабораториях. Среди них можно назвать Российский квантовый центр, департаменты РЖД, курирующих квантовые технологии в России, «Ростелеком», Сбер, лаборатории НИЯУ МИФИ, МИСИС, МГУ, ВНИИ автоматики им. Н. Л. Духова, другие университеты и институты в Томске, Ростове-на-Дону.
Отраслей, затронутых квантовыми технологиями, становится все больше, но сегодня инвестиции со стороны бизнеса и индустрии идут в первую очередь в область квантовых коммуникаций и криптографии. Все более востребована технология кодирования и передачи данных в квантовых состояниях фотонов. Законы физики не позволяют измерить квантовое состояние так, чтобы оно не изменилось, поэтому квантовый канал связи невозможно прослушать незаметно для адресатов. Вот почему квантовые коммуникации и квантовые сети сегодня востребованы банками, государственными организациями и военными. Возникла постквантовая криптография, которая реализуется на классических компьютерах, но защищена от квантовых атак.
На втором месте по востребованности квантовые вычисления — решение задач с помощью манипуляции квантовыми объектами: атомами, ионами, фотонами, электронами. Квантовые компьютеры, разработкой которых сегодня занимаются во многих странах мира, должны помочь моделировать сложные квантовые системы, а значит, синтезировать новые материалы, лекарства, сложные молекулы и решать некоторые вычислительные и оптимизационные задачи, недоступные для самых мощных классических компьютеров.
«Мы говорим, что наши выпускники — квантовые инженеры, имея в виду, что это инженеры, которые должны быть при этом еще и учеными. Потому что квантовые технологии еще не покинули научно-исследовательских лабораторий и любые устройства, даже те, которые уже поставляются, еще находятся на стадии научной разработки»
И третье направление — квантовая сенсорика и датчики. Квантовые системы чрезвычайно восприимчивы к колебаниям, поэтому квантовые сенсоры способны измерять малейшие различия в любых характеристиках, например температуре, ускорении, притяжении или времени. Это направление квантовых технологий, может быть, в меньшей степени представлено в бизнес-секторе, но тем не менее прецизионные измерения с использованием законов квантовой физики является сегодня одной из бурно развивающихся областей науки.
Стало ясно, что наука и промышленность нуждаются в новых специалистах — квантовых инженерах. « Причем, — поясняет Яна Ляхова, — мы говорим, что наши выпускники — квантовые инженеры, имея в виду, что это инженеры, которые должна быть при этом еще и учеными. Потому что квантовые технологии еще не покинули научно-исследовательских лабораторий и любые устройства, даже те, которые уже поставляются, например устройства квантовой криптографии, еще находятся на стадии научной разработки. Поэтому специалисты по квантовому инжинирингу должны быть такими учеными, которые в своих фундаментальных исследованиях уже видят конкретный вариант их применения».
Куратор программы «Квантовый инжиниринг» Яна Ляхова
Институт ЛаПлаз НИЯУ МИФИ
Как готовить квантовых инженеров
Вот почему специалист по квантовому инжинирингу, как говорит Кирилл Лахманский, «это прежде всего специалист, обладающий глубокой подготовкой по физике и математике, который должен уметь хорошо программировать и обладать практическими навыками для работы с конкретным оборудованием. И обучение квантовому инжинирингу в МИФИ будет вестись в рамках направления “Прикладные математика и физика” и будет отвечать стандартам хорошей, глубокой физматподготовки. Чтобы стать квантовым инженером, нужно быть не только талантливым физиком экспериментатором, но нужно быть также и теоретиком и понимать, каким образом работает электроника, лазеры, оптика».
Студент, который придет на эту образовательную программу, уже с первого курса начет изучать введение в квантовые технологии, а со второго курса займется также лабораторным практикумом (в том числе на оборудовании, которое закуплено по поддержавшей проект программе «Приоритет 2030»). На протяжении всего обучения студентов ждет непрерывный цикл теоретических и практических занятий. Ребята смогут освоить полный спектр экспериментальных и теоретических методов, необходимых для разработки и создания квантовых устройств и систем. Они будут изучать лазерную физику, фотонику, квантовую оптику, современную теорию конденсированного состояния, многочастичную квантовую физику, топологию и многое другое. Запланирован большой объем занятий по IT-направлениям: два языка программирования, среды символьных вычислений и даже программирование симуляторов квантовых компьютеров.
«Чтобы стать квантовым инженером, нужно быть не только талантливым физиком экспериментатором, но нужно быть также и теоретиком и понимать, каким образом работает электроника, лазеры, оптика»
Как пояснила Яна Ляхова, «уже с конца первого курса мы начинаем рассказывать нашим студентам про квантовые технологии, про квантовую механику, а со второго курса у них начинается практикум, и он до конца обучения не заканчивается. Мы рассчитываем на то, что ребята будут активно участвовать в соревнованиях формата World Skills, это, кстати, еще одна площадка, где мы для них можем находить работодателей».
Для реализации учебного курса удалось собрать сильную экспертную группу из сотрудников МИФИ, Российского квантового центра и Математического института РАН имени В. А. Стеклова. В создании программы принимают участие люди, являющиеся признанными экспертами в этой области, имена многих из них известны во всем мире.
Причем на бакалавриате студентов не предполагается жестко делить на экспериментаторов и теоретиков, планируется, что выпускники программы должны уметь и проводить расчеты, и программировать, и управлять оборудованием, а специализироваться по своим интересам студенты смогут на старших курсах за счет дисциплин по выбору и увеличенного по сравнению со стандартными учебными планами количества часов на научную работу. В рамках научной работы студенты смогут специализироваться в том направлении, которое им ближе, будь то практика, теория, коммуникации и криптография, вычисления или сенсоры.
Подготовлено на основе материалов, предоставленных пресс-службой МИФИ
Если вы обладаете аналитическим складом ума, но при этом также являетесь достаточно творческой личностью и склонны к использованию новых технологий, профессия программиста может вам понравиться.
Средняя з/п
от 20000 руб
Данный специалист занимается проектированием техники или сооружений. При этом он просчитывает все нагрузки и вероятности, для того чтобы создание готового изделия по его проекту было возможным.
Средняя з/п
от 30000 руб
Инженер-технолог выбирает оборудование, на котором следует осуществлять технологический процесс, оптимальные режимы работы, основные методы контроля качества, ведёт технологическую документацию.
Занимается испытаниями, тестированием или проверкой различных изделий в процессе их производства или перед отправкой заказчику.
Средняя з/п
от 50000 руб
Архитектор медицинского оборудования
Данная профессия требует от соискатели разных качеств и навыков: он должен обладать инженерной подготовкой, включающей в себя как графику, так и физику вкупе с электроникой и электротехникой.
Средняя з/п
от 100000 руб
Инженер по медицинской технике
Инженер по медицинской технике — специалист, который выполняет весь комплекс работ, связанный с производством и эксплуатацией разнообразной медицинской техники.
Врач ультразвуковой диагностики
Врач ультразвуковой диагностики специализируется на проведении исследований организма человека с помощью ультразвуковых аппаратов.
Биоинформатик — это специалист, который анализирует медико-биологические данные человека или любого биологического объекта с помощью современных информационных технологий.
Средняя з/п
от 40000 руб
Инженер-механик по ракетостроению
Специалист занимается разработкой ракетно-космической техники как гражданского, так и военного назначения.
Инженер-оптотехник разрабатывает, обеспечивает производство и эксплуатацию оптических устройств, приборов и технологий.
Средняя з/п
от 45000 руб
Инженер-конструктор по динамике полета и управлению летательным аппаратом
Инженер-конструктор по динамике полета и управлению летательным аппаратом занимается конструкторскими разработками в аэрокосмической сфере. Он специализируется на конструировании и модернизации систем управления и обеспечения аэродинамической устойчивости летательных аппаратов Специалисты этого профиля ведут разработки в авиационной и космической сфере.
Средняя з/п
от 35000 руб
Астрофизик — специалист, изучающий космос и Вселенную.
Лучшие университеты страны принимают молодых людей на физико-математический факультет со специализацией астроном. Фантастические планы смотреть на звезды, следить за их движением, искать во Вселенной гостей и пришельцев – не этому учат в университете. Строгая математика, точная физика- вот, что лежит в основах профессии.
Средняя з/п
от 25000 руб
Астрохимики исследуют процессы, приводящие к образованию звезд и планет, а также проводят спектральный анализ межзвездных скоплений, в области видимого света и невидимых излучений.
Деятельность биофизика может сильно зависеть от его специализации, а специализаций в этой отрасли существует немало: биоакустика, биомеханика, биооптика, биофизик метаболизма и другие. Но как бы то ни было, биофизик проводит эксперименты и исследования, результаты которых в дальнейшем применяют в своей работе медики, биотехнологи, экологи, агрономы и другие специалисты.
Инженеры работают во многих отраслях народного хозяйства: на заводах, стройках, шахтах, в военном деле, авиации, транспорте, а также ведут разработки в научно-исследовательских институтах.
Системный инженер является сотрудником, интегрирующим новые инструменты, выполняющим настройку всего программного обеспечения и контроль соблюдения правил безопасности.
Средняя з/п
от 60000 руб
Инженер по ядерной технике
Специалист по производству и эксплуатации оборудования и установок с использованием ионизирующего излучения и распада атомных ядер.
Специалист по технологиям и оборудованию, применяемым в сфере атомной энергетики и в научно-исследовательской деятельности по ядерной физике.
Карьера после окончания вуза по программе “Физика квантовых систем и квантовые технологии”
Возможные места трудоустройства выпускников – научно-исследовательские центры и институты, институты РАН, промышленные лаборатории, государственные органы управления, образовательные учреждения, организации различных форм собственности, организации индустрии и бизнеса, осуществляющие:
Объектами профессиональной деятельности бакалавров являются:
Трудоустройство и зарплата выпускников бакалавриата вузов России по специальности “Физика”
Доля трудоустройства выпускников
Средняя заработная плата
Программа “Физика квантовых систем и квантовые технологии” реализуется в рамках специальности 03.03.02 Физика. Информация приводится по выпускникам вузов России, окончившим бакалавриат по специальности “Физика”, на основе данных Пенсионного фонда России о выплатах выпускникам 2016-2017 года.
Обновление данных производится в соответствии с публикациями официальных отчетов мониторинга трудоустройства выпускников Министерства образования и науки Российской Федерации, размещенных на сайте graduate.edu.ru.
2 варианта обучения по программе в
1 вузе России
Программы образования в России