Российские специалисты, используя технологии квантовых вычислений, впервые в мире нашли решение важной задачи, стоящей перед атомной отраслью и связанной с нахождением оптимального распределения отработавшего ядерного топлива по контейнерам для последующего безопасного хранения, сообщили в пресс-службе цифрового блока Госкорпорации «Росатом».
Ранее официальное издание атомной отрасли РФ газета «Страна Росатом» привела слова генерального директора Госкорпорации Алексея Лихачева, который рассказал о создании в РФ квантового алгоритма, позволяющего решить эту задачу.
«Квантовый алгоритм разработан коллективом Российского квантового центра (РКЦ, входит в Национальную квантовую лабораторию, созданную по инициативе Росатома) и проекта «КуБорд». Задача была выбрана по двум критериям: она актуальна для атомной отрасли и соответствует тому классу задач, для которых квантовый компьютер может быть полезен», — отметил представитель пресс-службы цифрового блока Росатома.
Сложность задач оптимизации заключается в быстро растущем количестве возможных решений при увеличении размерности задачи. При этом решенная задача важна для атомной отрасли с точки зрения существующих требований, добавил собеседник агентства.
Командой РКЦ и проекта «КуБорд» был разработан программный пакет для решения оптимизационных задач с использованием квантовых компьютеров. «Оптимизационные задачи крайне востребованы индустрией, так как поиск более эффективных решений задач может позволить получить значительный экономический эффект. В атомной отрасли задачи такого класса возникают на различных технологических уровнях, например, при обслуживании реакторов, моделировании процессов и обработке данных», — пояснили в пресс-службе цифрового блока.
Разработанный РКЦ и «КуБорд» программный пакет позволяет решать оптимизационные задачи общего назначения. Одной из конкретных прикладных задач атомной отрасли, которая была решена с помощью этого пакета, является задача распределения отработавшего топлива по контейнерам хранения, отметил представитель пресс-службы.
«Ограничениями в такой задаче являются, с одной стороны, экономия в части количества контейнеров, с другой стороны, существенную роль играют экологические стандарты, которые ограничивают максимальную тепловую мощность отработанного топлива в данном контейнере», — отметил собеседник агентства.
При увеличении размерности задачи, то есть количества отработавших топливных элементов и контейнеров, количество возможных вариантов размещения начинает быстро расти, что значительно усложняет поиск оптимальной конфигурации, подчеркнул он.
«Квантовые компьютеры могут обеспечивать ускорение при решении оптимизационных задач, что делает их эффективным инструментом для индустриальных приложений. Разработанный алгоритм в данный момент запускается на тестовых данных, что позволяет верифицировать корректность работы. С увеличением мощности квантовых компьютеров в решении данной задачи ожидается ускорение по сравнению с классическими методами», — добавили в пресс-службе.
Приложения квантовых вычислений в атомной отрасли начинают активно изучаться, однако данный результат является первой в мире демонстрацией решения задачи безопасного хранения отработавшего ядерного топлива с помощью квантовых компьютеров, отметил собеседник агентства.
Предварительное тестирование электроники будущего на основе трехмерной спин-орбитронной памяти, которую разрабатывают в лаборатории Дальневосточного федерального университета (ДВФУ), может начаться через 5-10 лет, сообщили ТАСС в пресс-службе вуза.
В ДВФУ в рамках проекта «Ферримагнитная спин-орбитроника», поддержанного мегагрантом правительства РФ, открыта международная лаборатория спин-орбитроники. В ней ведущие российские и зарубежные специалисты разрабатывают научные и технологические основы нового поколения умной электроники (спинтроники и спин-орбитроники) для высокопроизводительных энергоэффективных вычислений и телекоммуникаций. Здесь же планируют развивать экспериментальное наукоемкое производство, внедрять разработки на российских предприятиях и готовить новое поколение высококвалифицированных исследователей. Руководит лабораторией профессор Киотского университета (Япония) Теруо Оно.
«По мнению Теруо Оно, благодаря проводимым фундаментальным исследованиям в недалеком будущем появится возможность реализовать новые электронные устройства, которые будут на несколько порядков быстрее и намного дешевле существующих аналогов. Ученый прогнозирует, что предварительное тестирование устройств первого поколения на основе трехмерной спин-орбитронной памяти возможно уже на горизонте 5-10 лет», — сообщили в пресс-службе.
Проректор по научной работе ДВФУ Александр Самардак ранее сообщал ТАСС, что исследования в лаборатории направлены, в частности, на разработку систем для сверхбыстрой магнитной записи информации. Такие системы позволяют записывать, хранить и стирать большие объемы информации, но энергии для этого требуется гораздо меньше, чем в используемых сейчас системах — жестких магнитных дисках и флеш-накопителях. Они помогут, например, создать более быстрые и энергоэффективные электронные устройства, снизить потребности дата-центров в энергии, уменьшить углеродный след, образующийся при обработке и хранении информации.
«Мы фактически совершаем научный прорыв и создаем основу для электроники следующего поколения — более быстрой и энергоэффективной по сравнению с традиционной. Одна из главных наших задач — вырастить новое поколение молодых исследователей, которые в будущем станут всемирно известными учеными, возможно лауреатами Нобелевской премии. Для нас особенно важен обмен опытом, студентами — в ДВФУ обучается умная и образованная молодежь, с большой страстью относящаяся к науке», — процитировали в пресс-службе профессора Теруо Оно.
Работа лаборатории отвечает программе «Приоритет-2030» по стратегическому направлению развития ДВФУ «Физика и материаловедение», пояснили в пресс-службе. Эта программа направлена на повышение конкурентоспособности России в области образования, науки и технологий. Предполагаемый срок ее реализации 10 лет, она будет проходить в два этапа: 2021-2025 годы и 2025-2030 годы. Общее финансирование вузов — участников программы до конца 2022 года составит свыше 47 млрд рублей.
precedent 28 Октября 2021