ВоскресеньеВс, 23 января 09:25 16+
Сейчас -10 °C Днем -8…-7
USD$ 76,69 EUR 86,91

Президент РАН Александр Сергеев: «В течение 2−3 лет в Сарове можно будет создать фотонный вычислитель»

27 декабря 2021 года, 12:31 Тема: Год науки и технологий  

В Год науки и технологий в РФЯЦ-ВНИИЭФ под эгидой создаваемого в Сарове Национального центра физики и математики (НЦФМ) прошла первая научная конференция, посвященная фотонным компьютерам. В ее работе принял участие президент РАН Александр Сергеев. Он поделился своими мыслями о фотонике как перспективной отрасли науки и значимости ее развития для России.

Президент РАН Александр Сергеев: «В течение 2−3 лет в Сарове можно будет создать фотонный вычислитель»
  • В чем необходимость создания такой отрасли как фотонные компьютеры?
  • Классические информационные бинарные задачи, которые решаются с помощью электроники, можно решить гораздо быстрее с помощью фотоники, поскольку фотоны имеют меньшую массу и двигаются со скоростью света. Это главный момент, потому что мы упираемся в производительность компьютеров, много приложений требуют все большего количества вычислений не только в экономике, но и бизнесе. Например, при разработке новых материалов с определенными свойствами первой задачей стоит моделирование движения отдельных атомов и молекул, а затем анализ их взаимодействия с материалом. Если у нас на разработку такого материала, необходимого для промышленности и бизнеса, требуется несколько лет работы, а в другой стране, где есть более производительные машины, — неделя, то мы проигрываем по экономике. Поэтому вопрос быстрых компьютеров и высокопроизводительных вычислений — сейчас вопрос номер один. К сожалению, по производительности компьютеров мы отстаем на два порядка от ведущих стран. В топ-500 мировых компьютеров российских только два, и то не на передовых позициях. Если сокращение отрыва по производительности — это особое направление в области традиционных компьютеров, то фотонные позволяют по крайней мере для некоторых приложений на несколько порядков ускорить вычисления. Поэтому фотонные вычисления необходимо использовать для очень важных задач экономики.
  • Каких, например?
  • Развитие искусственного интеллекта. Львиную часть времени здесь занимает специальная процедура, связанная с перемножением матриц. Оказалось, что фотонные вычислители позволяют делать эти операции (и это уже продемонстрировано в последние год-два на нескольких реализациях фотонных машин) со скоростью, абсолютно несравнимой с тем, что делает самый высокопроизводительный традиционный компьютер. Думаю, нам надо сосредоточиться на том, чтобы информационщики поставили задачу, а физики ответили на вопрос, как это можно сделать с помощью фотонных вычислений. Это абсолютно фундаментальная задача, и НЦФМ с учетом накопленного здесь опыта и кооперации с МГУ, у которого здесь есть филиал, — очень подходящее место, чтобы эти работы здесь развернуть. Могут сложиться альянсы, позволяющие достаточно быстро создать фотонные вычислители, которые продвинут вперед работы, связанные с развитием и применением искусственного интеллекта.
  • Каким результатом вы были бы довольны?
  • С использованием российских технологий создания фотонных элементов, нано-, микрофотоники создать оптический чип и на нем продемонстрировать превосходство фотоники над электроникой в операциях, которые важны для развития системы искусственного интеллекта. И тогда в значительной степени мы могли бы перетянуть на отечественную элементную базу и информационщиков. С чем мы сталкиваемся? Наши программисты — одни из лучших в мире, а по элементной базы мы существенно отстаем. Не надо повторять того же в фотонике. Это очень важная задача, и она может быть решена в ближайшее время. В России есть несколько институтов, которые обладают технологиями создания похожих элементов. Надеюсь, Росатом найдет ресурс, каким образом привлечь их к работе, и тогда в течение 2−3 лет в Сарове можно будет создать фотонный вычислитель. Главное — мы понимаем, куда идти и что делать. Нужна государственная синхронизация усилий, что и делает Росатом. Времени у нас мало, иначе мы опять можем проиграть соревнование.

    Среди участников конференции по фотонике была и Наталья Истомина, доктор физико-математических наук, заместитель академика-секретаря отделения физических наук Президиума РАН, главный редактор журнала «Фотоника». Мы поговорили с Натальей Леонидовной о прошедшем мероприятии.

  • Конференция по фотонным компьютерам очень удачная с точки зрения того, что, во-первых, собрались разные специалисты — математики, программисты, технологи, представители индустрии. Во-вторых, она открывает шлюзы для людей: например, технологи понимают, что нужно программистам, математики — какое решение будет реализовано с помощью оптических элементов. Такие встречи в рамках Национального центра физики и математики — это очень креативное решение. Раньше институты и вузы создавались сверху — под решение какой-то узкоспециализированной задачи. Здесь же инициатива идет снизу — под потребности людей и на основе анализа мировых трендов развития. Более того, мне кажется, именно в НЦФМ они будут формироваться, поскольку обсуждаемые темы находятся на острие задач, обсуждаемых научным сообществом.

    Но есть и то, что меня расстроило. Как главный редактор журнала «Фотоника» я часто посещаю конференции, связанные с этой темой, а также являюсь представителем научного совета лазерных ассоциаций. Так вот группы, которые занимаются фотоникой, в России разобщены. Одни под фотоникой понимают фотонно-интегральные схемы. Те, кто занимается лазерами, — генераторы излучения и оптические элементы управления и передачи излучения, специалисты из области полупроводниковой техники — лазерные диоды. В результате понятие фотоники так и не сформулировано, и об этом говорилось на конференции. Нужны семантические признаки, которые будут понятны всем.
  • Может быть, прошедшая конференция и есть первый шаг в этом направлении?
  • Может быть. Но я бы ее масштабировала на большую выборку научных сотрудников, которые занимаются другими направлениями фотоники. Я имею в виду индустриальную фотонику — лазеры, передача энергии по оптоволоконным каналам, создание оптоволокна, оптические элементы. Когда говорят о ГОСТах, а они обязательно нужны для индустрии, имеют в виду программное обеспечение для кибербезопасности. Но они нужны и для лазерной техники. Почему опасно покупать импортное оборудование? Потому что в промышленных лазерах делаются закладки, которые будут передавать данные о технологических режимах при обработке того или иного материала.
  • Какова ситуация с фотоникой в мире? Кто в лидерах? Намного ли мы отстали?
  • Мы отстаем в индустриальной фотонике — там, где требуется много материальных вложений. На уровне расчетов — то, что связано с математикой, мы не отстаем, будь то логические элементы будущей фотонной машины или интегральная оптика. И это показали доклады на конференции. А вот индустриальная фотоника здесь не рассматривалась — не были приглашены специалисты в этой области, хотя они есть в России. Все устремлены мыслями вперед, но не смотрят на ту базу, которая сейчас существует. У нас нет отечественных комплектующих оптических элементов. Их закупают в Китае, и не потому, что они лучше, а потому, что дешевле. Но тогда не развивается собственная база.

    Еще раз повторю, что конференция отличная, но, к сожалению, показывает разобщенность специалистов в этой области. И это я наблюдаю в течение нескольких лет и в других структурах, когда есть несколько кластеров, не связанных между собой.
  • Что, по вашему мнению, нужно сделать, чтобы исправить ситуацию?
  • Масштабировать такие встречи. Возможно, перенести на другую площадку, чтобы участвовало больше специалистов. Нужно больше встреч — больших и маленьких. Нужно связывать людей, обмениваться идеями. Здорово, если НЦФМ выступит зачинателем этого.

Материал предоставлен пресс-службой РФЯЦ-ВНИИЭФ

Смотрите также
Картина дня
Рекомендуем
Общество
Опубликован фоторепортаж с крещенских купаний в Нижнем Новгороде
В Нижегородской области было организовано более 60 купелей.
Происшествия
Квартиры в Канавинском районе заливает водой с заснеженных крыш
Жильцы вёдрами вычерпывают воду с балконов, а на стенах, окнах и газовых трубах образуются огромные наледи.
Общество
Роспотребнадзор назвал особенности распространения штамма «омикрон»
Инкубационный период у данного штамма — от 2 до 5 дней.
Спорт
Ледовая арена поднимет спортивную статусность Нижнего Новгорода
Михаил Мишустин подписал распоряжение о выделении 5 млрд рублей на нижегородский Ледовый дворец.