Квантовые системы и наноструктуры перестают быть исключительно темой академических исследований: они уже находят применение в медицине, электронике и энергетике. В интервью Давид Айрапетян делится опытом создания лаборатории, реализации международных проектов и практического применения квантовых технологий.
Давид Айрапетян — руководитель кафедры общей физики и квантовых наноструктур Инженерно-физического института Российско-Армянского университета, заведующий лабораторией математического моделирования квантовых систем.
💡Больше информации о квантовых технологиях, их реальной пользе для бизнеса и свежие идеи вы найдете в Telegram-канале QuaQuantum (Q²). Буду рад видеть вас среди подписчиков!
Интервью о квантовых системах с профессором Давидом Айрапетяном
Александр Борисоглебский (Tech Entrepreneur, Quantum Computing Researcher): Давид, ваша лаборатория занимается исследованием квантовых наноструктур — квантовых точек и других сложных форм. Расскажите, пожалуйста, немного о себе, какую роль вы играете в этой работе и почему именно ваш университет стал площадкой для таких исследований?
Давид: Наша группа изначально была в Ереванском государственном университете. Я там окончил и бакалавриат, и магистратуру. Группу основал академик Эдвард Мушегович Казарян — выдающийся учёный, один из пионеров физики полупроводниковых наноструктур в Армении. У него были серьёзные международные публикации, в том числе совместные работы с Александром Эфросом.
Он входит в число ведущих специалистов не только в Армении, но и на международной арене. Позже появилась возможность создать новый факультет в Российско-Армянском университете, и Казарян перевёл туда нашу группу. Я пошёл за ним.
С 2007 года работаю в РАУ: начинал лаборантом, затем стал преподавателем, а сегодня руковожу кафедрой и двумя лабораториями. Причём лаборатории мы создавали с нуля — буквально своими руками.
Александр: Я видел вашу лабораторию 14 апреля, когда под эгидой кафедры общей физики и квантовых наноструктур РАУ был организован ивент по поводу Quantum Day. Расскажите немного об этом.
Давид: Да, в этом году мы провели небольшой двухдневный ивент. В первой части мероприятия наши учёные (проф. Ника Акопян из Технического университета Дании и проф. Армен Аллахвердян из Национального научного лаборатории имени А.И. Алиханяна) делились результатами глубоких исследований.
Затем академики Эдвард Казарян и Ваграм Мхитарян читали вводную лекцию для гостей и наших студентов. Также у нас активные международные связи через студенческие чаптеры: Optica, SPI и EPS.
Раньше Optica называлась OSA — Optical Society of America, но сейчас это уже глобальная организация. Мы обмениваемся участием с другими странами: резиденты чаптеров приезжают к нам, наши студенты — к ним.
Александр: А как появилась лаборатория совместно с Wolfram Research?
Давид: Это интересная история. Мы давно использовали Wolfram Mathematica для расчётов в исследованиях по квантовым точкам. Когда в Армении открылось представительство Wolfram, они сами на нас вышли.
Мы быстро нашли общий язык — оказалось, у нас схожие интересы. В 2018 году мы официально открыли лабораторию. Даже министр науки тогда пришёл на открытие. Wolfram предоставляет нам лицензии каждый год, обновляют новые версии.
Мы используем их ПО в учебных курсах. Также используем его и для исследований - наши магистранты и аспиранты могут после уроков остаться и запустить различные программы.
Александр: Были попытки коммерциализировать результаты?
Давид: Пробовали. Но здесь мы упёрлись в то, что у нас нет «продавцов». Мы — учёные. Мы можем рассчитать, доказать, написать статью. Но для продвижения, упаковки, выстраивания коммерческой модели — нужны совсем другие люди. Может, поэтому наша встреча и не случайна (смеётся).
Александр: Вот-вот, я как раз хотел спросить: а есть ли у этих исследований практический потенциал в ближайшие годы?
Давид: Да, он уже есть. Раньше, когда мы только начинали заниматься квантовыми точками, говорили: “Вот, когда-нибудь они будут использоваться”. А теперь — пожалуйста, телевизоры на квантовых точках можно в магазине купить. QD-LED, слышали?
Александр: У меня дома такой стоит.
Давид: Вот! Также квантовые точки применяют в солнечных панелях — они повышают эффективность преобразования энергии. Ещё, например, в медицине — при онкологических исследованиях: точки вводят в организм, они локализуются в раковых клетках и светятся при определённом освещении. Это даёт точную картину распространения опухоли.
Александр: Что сейчас считается самым передовым в этой области?
Давид: Есть два основных метода получения квантовых точек. Self-assembled (самоорганизующийся метод) - применяется в основном в полупроводниковой промышленности — например, при создании квантовых лазеров и интегральных схем. И коллоидальный — применяется, как я уже рассказывал, в дисплеях (QD-LED), биомедицине, солнечных батареях, квантовых сенсорах и т.п. — проще масштабируется и дешевле.
Первый – гораздо точнее, но дороже. Требуется сложнейшее оборудование, считывающее структуры на уровне атомов. Таких лабораторий всего несколько в мире.
Александр: А Китай?
Давид: Китай тоже активно работает, но сейчас по этому направлению он несколько отстаёт от Южной Кореи. Samsung, например, создаёт в 6 раз более плотные квантовые точки. Чтобы догнать их, китайское правительство выделило только одному западному учёному бюджет 500 миллионов долларов.
Александр: Недавно стало известно, что китайское правительство одобрило пятилетнюю программу по квантовым технологиям с бюджетом около 15 миллиардов долларов.
Давид: Да, я слышал об этом. Хотя для Китая это, честно говоря, не такая большая сумма, если учитывать их масштабы. Возможно, это под какую-то отдельную задачу, типа квантового интернета. Но всё равно, Европа и Китай активно развиваются. А нам остаётся искать свою нишу и вкладываться в то, что можем.
Александр: Ваша ниша это теоретические направления?
Давид: Да, наш вклад в основном в теоретические направления. Но реальный рывок, конечно, идёт от экспериментов. И здесь, в Армении, с экспериментами раньше было трудно — оборудование дорогое, поддержка слабая.
Но в прошлом году мы выиграли грант на сумму около миллиона долларов и теперь закупаем технику для квантовой оптики, которая будет базироваться в Институте Химической Физики имени Налбандяна. Это будет первая лаборатория такого рода в Армении. Стартуем с фундаментальных экспериментов, надеемся, что через 5–10 лет можно будет говорить и о прикладных вещах. Но это сложный путь.
Даже ту лабораторию, которую вы видели в РАУ, мы строили три года. И это не потому, что не было денег — стоила она около 150 тысяч долларов — а из-за бюрократии: тендеры, вторичные санкции, запреты на продажу лазеров и прочее. Даже если кто-то готов дать деньги, «иди купи» не работает.
Специальная техника делается под заказ, полгода согласований, потом ещё год производства. В итоге два года минимум — и это если повезёт.
Александр: Понятно. А бизнес-среду реально подключить к таким проектам?
Давид: Всё зависит от сферы. В IT, в AI — легко. Там быстрее цикл, и бизнес-модель понятна. В физике всё медленнее, фундаментальнее. Хотя бывают и спин-оффы, как побочный продукт основного исследования.
Например, в ЕГУ есть ребята, которые занимаются машинным обучением. У них есть проект, под который они получили финансирование и купили суперкомпьютер. Там и наука, и коммерциализация. У нас же физика — она более инерционна.
Сейчас в Армении нет компаний, которые готовы инвестировать в инженерные квантовые проекты. Но уже есть стартапы, с армянской командой инженеров, например, BlueQubit, разрабатывающий инфраструктуру и инструменты для гибридных квантово-классических вычислений. Правда, финансирование они получают от американских инвесторов и корпораций.
Александр: Ощущается ли поддержка государства?
Давид: Государство понимает реальность перспектив. И в Армении в последние годы активно инвестируют в инфраструктуру, поднимают зарплаты в науке, возвращают утерянную после СССР экспериментальную базу. Все те экспериментальные лаборатории, о которых мы упомянули выше, были созданы за счёт бюджетных средств.
Комитет по высшему образованию и науке Армении является основной финансирующей организацией. Они также активно финансируют различные научные проекты как для фундаментальных, так и для прикладных исследований.
Александр: Есть ли активное научное сообщество вокруг этой тематики? Вы взаимодействуете с другими лабораториями или международными коллегами?
Давид: У нас отличные связи. В Канаде есть наш партнёр, Ибрайм Карим, координатор национальной квантовой программы. Также мы участвовали в Horizon 2020, бываем на конференциях, в ближайшее время они пройдут с нашим участием в Испании, Греции, затем в Швеции. Идёт постоянный обмен — наши студенты ездят, и к нам приезжают. Связи — это наше всё.
Александр: Хватает ли людей, чтобы вести всё это?
Давид: Конечно ощущается нехватка специалистов. Вот, например, на следующий год должен быть курс по квантовой криптографии, но провести его пока что некому.
Я попросил одного из аспирантов вникнуть в тему. У нас был магистрант он вел семинары, показывал, как работает облако через Google Quantum. Потом его позвали работать в Европу, предложили очень хорошие деньги, и он уехал. И таких примеров много.
Проблема в том, что мы выращиваем специалистов, а потом их уводят — либо Европа, либо США. Потому что у них условия лучше. Конечно, сложно отказаться.
Александр: Да, кадры в нашей сфере главная ценность.. И последний вопрос. Интересно ли вам было бы участвовать как эксперт в бизнес программах или акселераторах, которые фокусируются на квантовых стартапах?
Давид: Если тема в моей зоне компетенции — конечно. Я был и CEO, и CTO. Мы реализовывали проекты в области солнечных панелей, в том числе международные.
Правда, потом я понял, что наука мне ближе. Но я понимаю бизнес-логику, участвую в международных проектах как эксперт. Если нужна помощь — обращайтесь. Я искренне верю, что наука не знает границ. И если какой-то проект делает вклад в общее дело — это и моя история тоже.
Александр: Спасибо огромное, Давид. Было очень ценно и вдохновляюще.
Давид: Спасибо вам. Удачи, и надеюсь, мы ещё не раз увидимся.
Интервью с Давидом Айрапетяном подчёркивает, что развитие квантовых технологий требует сочетания теории, экспериментов и международного сотрудничества.
Несмотря на сложности с ресурсами и кадрами, работа лаборатории создаёт прочную платформу для новых исследований и открытий в области квантовых систем, которые в ближайшие годы могут изменить подход к электронике, медицине и энергетике.
💡Хотите получать ещё больше простых и понятных объяснений о квантовых технологиях и их реальной пользе для бизнеса? Все новые материалы, короткие заметки и свежие идеи вы найдете в Telegram-канале QuaQuantum (Q²). Буду рад видеть вас среди подписчиков!