Тихоокеанский квантовый центр создадут в ДВФУ

В Дальневосточном федеральном университете (ДВФУ) создадут Тихоокеанский квантовый центр, где методами физики частиц будут исследовать фундаментальные основы перспективных квантовых материалов, первичное состояние вещества во Вселенной и решать задачи медицины. К сотрудничеству пригласят молодых ученых и ведущих физиков из России, Европы и стран Азиатско-Тихоокеанского региона. Грант на создание центра выигран физиками ДВФУ в рамках конкурсной части государственного задания в сфере научной деятельности Минобрнауки, финансирование рассчитано до 2023 года с возможностью продления и составит 36 миллионов рублей в год.

Тихоокеанский квантовый центр, партнерами которого станут ведущие международные исследовательские институты, создадут на базе Центра киральной биофотоники ДВФУ (Владивосток). Здесь уже 5 лет ведут широкий спектр исследований по трем основным направлениям: физика высокой энергии, квантовые эффекты в новых материалах (графен, полуметаллы), физика живой материи.

В новом центре появится уникальное оборудование, а специалисты займутся разработкой фундаментальных основ перспективных квантовых материалов, которые известны как полуметаллы Вейля и Дирака. Понимание эффектов, происходящих в этих материалах, позволит создать элементную базу для квантовых компьютеров.

Задачи будут решать методами высокопроизводительных вычислений, машинного обучения и цифровых двойников. С этой целью производительность суперкомпьютера в 26 терафлопс (1 терафлопс — 1 триллион операций в секунду), которым сейчас обладает ДВФУ, планируют увеличить в три раза.

«Мы рассчитываем открыть физические принципы, на основе которых сможем создать материалы с принципиально новыми свойствами: высокотемпературные сверхпроводники, квантовые материалы для кубитов и т.д. Исследования Центра окажут огромное влияние на технологии и прикладную науку в ближайшие десятилетия, включая потенциальные приложения в областях, начиная от терагерцевой электроники, высокоскоростных транзисторов и отказоустойчивых квантовых вычислений до новых технологий источников и накопителей энергии, а также принципиально новых материалов и наноструктур с управляемыми свойствами», — отметил Александр Молочков, руководитель Центра киральной биофотоники и Тихоокеанского квантового центра, заведующий лабораторией физики живой материи Школы биомедицины ДВФУ.

Ученый рассказал, что универсальные методы теоретической физики также будут применять в области медицины и фармакологии, в том числе, чтобы создать новые противовирусные препараты.

Исследователи хотят выяснить, что в разных средах происходит со структурой длинных белковых молекул, которые лежат в основе всего живого. Какие участки белка, сворачивающиеся, в зависимости от обстоятельств, определённым образом, отвечают за разные активности, включая такие заболевания, как болезнь Альцгеймера, Паркинсона, Крейтцфельдта-Якоба, диабет 2 типа, многие виды рака. Научный прорыв в изучении фолдинга белков окажет большое влияние на биологию, фармакологию и медицину. Результаты исследований помогут в создании новых лекарства и лечебных методик.

С помощью суперкомпьютерных расчетов и методов машинного обучения в Тихоокеанском квантовом центре также продолжат изучать плотную кварк-глюонную плазму, состояние, в котором, предположительно, находилось вещество в первые мгновения образования Вселенной. Эти исследования реализуется в тесном сотрудничестве с командой проекта по созданию коллайдера NICA в Дубне.

Александр Молочков рассказал, что в научный совет Центра пригласят члена Нобелевского комитета по физике, директора Центра Alba-Nova (Стокгольм) Матса Ларсона и профессора Университета Stony Brook Дмитрия Харзеева. Наличие представительного научного совета в будущем позволит Центру функционировать не только в рамках грантовой программы, но и стать живой научной структурой, где решаются актуальные задачи мирового уровня.

Реструктуризацию Центра киральной биофотоники ДВФУ в Тихоокеанский квантовый центр планируют завершить в конце апреля-мае. Об этом будет объявлено на Ученом совете ДВФУ.

В число партнеров Тихоокеанского квантового центра уже вошли Институт теоретической и экспериментальной физики имени А.И.Алиханова (ИТЭФ, НИЦ «Курчатовский институт»), Университет Тура (CNRS, Франция), исследовательский институт NORDITA (Швеция), Стокгольмcкий университет и центр AlbaNova (Швеция), RIKEN и Осакский университет (Япония). В исследованиях центра также участвует ведущий эксперт в области квантовой хромодинамики Атсуши Накамура, профессор Исследовательского центра ядерной физики (RCNP) Осакского университета (Япония).