Навигация по сайту

ВЫБОРЫ РЕКТОРА

ДЕНЬ ОТКРЫТЫХ ДВЕРЕЙ

Антифейк-2022

Меры против коронавируса

Как в России ловят свет

Новости МПГУ

Отечественная компания «Сконтел», занимающаяся квантовыми технологиями, стала одним из мировых лидеров в своей сфере. Однако в России ее продукцией заинтересовались лишь недавно.

«Раньше на российский рынок приходилось порядка 5–10 процентов нашего дохода, а сейчас почти 30 процентов. Такого у нас никогда не было. Я бы охарактеризовал российский рынок как растущий», — рассказывает генеральный директор «Сконтела» Данила Кудревский.

Компанию «Сконтел» в 2004 году основал профессор Московского педагогического государственного университета (МПГУ) Григорий Гольцман со своими учениками. Сейчас ее технологиями пользуются десятки корпораций и университетов по всему миру, в том числе Оксфордский и Принстонский университеты, NASA, компании Toshiba и IBM. В компании заявляют, что на протяжении первых десяти лет своего существования «Сконтел» занимал монопольное положение на мировом рынке в своей сфере.

«Есть фирмы, производящие продукцию мирового уровня. Про “Сконтел” так нельзя сказать: дело в том, что эта компания определяет мировой уровень в этом направлении, а не пытается угнаться за ним», — говорит доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник Института прикладной физики РАН Вячеслав Вдовин.

Развитие квантовых технологий требует высокоточных элементов. Так, отличие квантовой связи заключается в том, что бит информации кодируется и передается по оптоволокну при помощи всего лишь одного фотона, а не миллионов таких частиц, как это происходит обычно. За счет этого квантовая связь получается чрезвычайно защищенной. К такой линии невозможно подключиться незаметно, так как получатель сразу узнает о перехвате информации. Однако если для регистрации сигнала, закодированного миллионом фотонов, подойдет любой существующий детектор, то для того, чтобы «поймать» единичный фотон, требуются сверхчувствительные приборы. Такие датчики, или однофотонные детекторы, производит всего шесть компаний по всему миру, в том числе российская «Сконтел».

Детекторы «Сконтела» представляют собой маленькие пластинки площадью полсантиметра на полсантиметра. Сделать такой датчик поистине ювелирная работа. На подложку напыляется пленка в несколько атомных слоев (4–5 нанометров толщиной). Из нее затем делается невидимая глазу нить шириной 100 нанометров и длиной до нескольких миллиметров, которая регистрирует фотоны. Для работы детектора его необходимо охладить до температуры 2–3 °K (−217…−270 °C), с этой целью используется специальный криостат. Это металлический цилиндр, большую часть которого занимает «холодильник», обеспечивающий такую температуру. Таким образом, «Сконтел» продает не только отдельные квантовые датчики, но и целые системы регистрации одиночных фотонов, включающие в себя детекторы, систему охлаждения и прочие дополнительные детали.

Порядка 70–75% продаж приходится именно на такие системы. «Отдельно детекторы обычно берут только тогда, когда у клиентов уже есть наша установка и в ней нужно просто обновить такой элемент», — рассказывает Данила Кудревский. В фотонных счетчиках может быть от одного датчика (такие счетчики называются одноканальными) до шестнадцати. Одноканальная установка стоит порядка 60 тыс. евро.

Помимо этого порядка 10–20% составляют продажи оборудования по охлаждению. Причем часто его берут не для работы с детекторами «Сконтела», а для каких-либо иных целей.

Спрос есть

Около 90% продукции «Сконтела» обычно шло на экспорт. Еще на заре существования компании интерес к ее продукции первыми проявили США. Однако после 2014 года это сотрудничество практически сошло на нет. Свои детекторы «Сконтел» продавал также в Германию, Францию, Польшу, Болгарию, Израиль, Японию, Китай. В этом году началось сотрудничество с Индией: туда уже поставили две системы регистрации одиночных фотонов.

«В США, Европе, Японии и Китае развитие квантовых технологий началось больше двадцати лет назад. Российский же рынок был равен нулю. А лет пять назад здесь тоже началось развитие, появились государственные вложения в квантовые технологии. Но отставание еще очень велико. И компания “Сконтел” — единственная в стране, которая производит элементную базу для квантовых технологий», — говорит Григорий Гольцман.

Счетчики фотонов и детекторы «Сконтела» в основном приобретают в научных целях. «Девяносто пять процентов рынка, и нашего, и конкурентов, — это научное приборостроение. Для создания квантового компьютера, для квантовых вычислений и квантовой связи сперва нужно разработать приборы», — поясняет генеральный директор.

На оставшиеся 5% приходятся продажи для практического применения оборудования. Так, тайваньская компания, производящая технологическое оборудование для тестирования микросхемы, купила у «Сконтела» несколько систем для приборов нового поколения. В Китае с использованием российских детекторов была создана линия квантовой связи протяженностью свыше 800 километров.

«Раньше на российский рынок приходилось порядка 5–10 процентов нашего дохода, а сейчас почти 30 процентов. Такого у нас никогда не было. Я бы охарактеризовал российский рынок как растущий», — рассказывает генеральный директор «Сконтела» Данила Кудревский.

Компанию «Сконтел» в 2004 году основал профессор Московского педагогического государственного университета (МПГУ) Григорий Гольцман со своими учениками. Сейчас ее технологиями пользуются десятки корпораций и университетов по всему миру, в том числе Оксфордский и Принстонский университеты, NASA, компании Toshiba и IBM. В компании заявляют, что на протяжении первых десяти лет своего существования «Сконтел» занимал монопольное положение на мировом рынке в своей сфере.

«Есть фирмы, производящие продукцию мирового уровня. Про “Сконтел” так нельзя сказать: дело в том, что эта компания определяет мировой уровень в этом направлении, а не пытается угнаться за ним», — говорит доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник Института прикладной физики РАН Вячеслав Вдовин.

Развитие квантовых технологий требует высокоточных элементов. Так, отличие квантовой связи заключается в том, что бит информации кодируется и передается по оптоволокну при помощи всего лишь одного фотона, а не миллионов таких частиц, как это происходит обычно. За счет этого квантовая связь получается чрезвычайно защищенной. К такой линии невозможно подключиться незаметно, так как получатель сразу узнает о перехвате информации. Однако если для регистрации сигнала, закодированного миллионом фотонов, подойдет любой существующий детектор, то для того, чтобы «поймать» единичный фотон, требуются сверхчувствительные приборы. Такие датчики, или однофотонные детекторы, производит всего шесть компаний по всему миру, в том числе российская «Сконтел».

Детекторы «Сконтела» представляют собой маленькие пластинки площадью полсантиметра на полсантиметра. Сделать такой датчик поистине ювелирная работа. На подложку напыляется пленка в несколько атомных слоев (4–5 нанометров толщиной). Из нее затем делается невидимая глазу нить шириной 100 нанометров и длиной до нескольких миллиметров, которая регистрирует фотоны. Для работы детектора его необходимо охладить до температуры 2–3 °K (−217…−270 °C), с этой целью используется специальный криостат. Это металлический цилиндр, большую часть которого занимает «холодильник», обеспечивающий такую температуру. Таким образом, «Сконтел» продает не только отдельные квантовые датчики, но и целые системы регистрации одиночных фотонов, включающие в себя детекторы, систему охлаждения и прочие дополнительные детали.

Порядка 70–75% продаж приходится именно на такие системы. «Отдельно детекторы обычно берут только тогда, когда у клиентов уже есть наша установка и в ней нужно просто обновить такой элемент», — рассказывает Данила Кудревский. В фотонных счетчиках может быть от одного датчика (такие счетчики называются одноканальными) до шестнадцати. Одноканальная установка стоит порядка 60 тыс. евро.

Помимо этого порядка 10–20% составляют продажи оборудования по охлаждению. Причем часто его берут не для работы с детекторами «Сконтела», а для каких-либо иных целей.

Спрос есть

Около 90% продукции «Сконтела» обычно шло на экспорт. Еще на заре существования компании интерес к ее продукции первыми проявили США. Однако после 2014 года это сотрудничество практически сошло на нет. Свои детекторы «Сконтел» продавал также в Германию, Францию, Польшу, Болгарию, Израиль, Японию, Китай. В этом году началось сотрудничество с Индией: туда уже поставили две системы регистрации одиночных фотонов.

«В США, Европе, Японии и Китае развитие квантовых технологий началось больше двадцати лет назад. Российский же рынок был равен нулю. А лет пять назад здесь тоже началось развитие, появились государственные вложения в квантовые технологии. Но отставание еще очень велико. И компания “Сконтел” — единственная в стране, которая производит элементную базу для квантовых технологий», — говорит Григорий Гольцман.

Счетчики фотонов и детекторы «Сконтела» в основном приобретают в научных целях. «Девяносто пять процентов рынка, и нашего, и конкурентов, — это научное приборостроение. Для создания квантового компьютера, для квантовых вычислений и квантовой связи сперва нужно разработать приборы», — поясняет генеральный директор.

На оставшиеся 5% приходятся продажи для практического применения оборудования. Так, тайваньская компания, производящая технологическое оборудование для тестирования микросхемы, купила у «Сконтела» несколько систем для приборов нового поколения. В Китае с использованием российских детекторов была создана линия квантовой связи протяженностью свыше 800 километров.

Однофотонные счетчики нужны и для квантовых компьютеров, работа над созданием которых ведется сразу в нескольких странах.

Такие машины будут гораздо быстрее мощнейших на сегодняшний день суперкомпьютеров, они смогут легко проводить сложные вычисления и расшифровывать данные. Так, в 2020 году китайские ученые разработали квантовый компьютер, который смог за 200 секунд решить сложную задачу, тогда как самому быстрому суперкомпьютеру в мире потребовалось бы для этого около 2,5 млрд лет. В России в рамках дорожной карты «Квантовые вычисления» на создание квантовых компьютеров планируется потратить 23,6 млрд рублей.

Детекторы фотонов «Сконтела» при поддержке Фонда перспективных исследований закупил Центр квантовых технологий МГУ. «Мы занимаемся квантовыми вычислениями, то есть делаем прототип квантового компьютера, в котором информация кодируется в фотоны. Вычисления — это процесс преобразования и измерения этих фотонов. Для этого нужны максимально чувствительные детекторы. И продукция “Сконтела” на данный момент наилучшим образом подходит для наших задач», — рассказывает старший научный сотрудник Центра квантовых технологий МГУ Станислав Страупе.

По его словам, Центр квантовых технологий приобрел сразу большую партию — четыре модуля по восемь детекторов в каждом. «Мы решили, что удобно, когда производитель рядом, он может легко осуществить сервисное обслуживание», — объясняет Станислав Страупе выбор отечественного поставщика.

Казанский научный центр РАН совместно с Институтом прикладной физики РАН выполняет крупный проект в рамках дорожной карты «Квантовые коммуникации», которую курирует РЖД. «Там как раз мы будем использовать детекторы “Сконтела”. Мы ориентировались сразу на эти детекторы, поскольку они обладают отличными характеристиками и прекрасно себя зарекомендовали», — рассказал директор Казанского научного центра Алексей Калачев. По его словам, ранее казанские ученые также успешно использовали продукцию «Сконтела» в своей научной работе.

Со своей стороны, Институт прикладной физики РАН также давно сотрудничает со «Сконтелом», в том числе закупает оборудование. «Если что-то пошло не так, мы знаем, что команда “Сконтела” даже за рамками своих гарантийных обязательств будет поддерживать, помогать, разбираться. Это чрезвычайно комфортный режим взаимодействия, и для новой инновационной продукции это всегда очень важно», — поделился Вячеслав Вдовин.

В МИСиС совместно с командой, возглавляемой Григорием Гольцманом, идет работа над созданием видеокамеры, которая сможет работать почти в полной темноте и ловить инфракрасные фотоны. «Это очень сложная научная разработка, и это будет уникальная камера для всей планеты. Она не сможет работать без нашего детектора», — говорят в «Сконтеле».

Применение квантовым технологиям можно найти и в медицине. Сотрудники «Сконтела» вместе с Приволжским исследовательским медицинским университетом и другими институтами разрабатывают систему, с помощью которой можно проводить раннюю диагностику рака. При такой диагностике пациенту будут вводить специальное вещество — фотосенсибилизатор, который накапливается в раковых клетках. В результате микроскопические новообразования будут излучать очень малые порции света, которые может уловить лишь однофотонный детектор.

Непростой период

Сами детекторы и криостаты компания делает самостоятельно. А часть охладительной системы — криоголовки — закупались в Японии. Однако после февральских событий японский поставщик прекратил сотрудничество с Россией. «Но мы нашли в Китае криоголовки, абсолютно не уступающие по качеству японским. Они даже по форме и по размеру были похожи», — рассказал генеральный директор «Сконтела».

Некоторые уже оплаченные комплектующие получить так и не удалось, говорит Данила Кудревский: «В Польше мы оплатили одну вещь, но они не могут ее поставить. Хорошо, что она не очень дорогая. Даже если мы эти деньги потерям безвозвратно, это будет меньше нашего месячного дохода».

Возникли сложности и с оборудованием, так как «Сконтел» использует только зарубежные высокоточные приборы. На ближайшее время находящегося в распоряжении компании оборудования хватит, но как быть с новыми поставками, пока неизвестно. «Например, есть сложный прибор литограф. Его во всем мире производят только в Германии и в Японии, и мы теперь не можем его купить», — говорят в «Сконтеле». В России быстро наладить такое производство не получится: даже если через несколько лет отечественные ученые смогут создать аналог такого прибора, заграничные технологии уже уйдут далеко вперед.

Возникли трудности и с экспортом детекторов, так как пока неизвестно, смогут ли иностранные компании проводить платежи на российские счета. На фоне обострения отношений России с внешним миром усложнились и внутренние правила экспорта: оформление документов для таможни на вывоз продукции в западные страны теперь занимает пару месяцев.

«Проблем сейчас очень много, но мы их решаем, решили или решим. Паники нет. Мы, может, и потеряем в объемах продаж за границей, но, надеюсь, только временно. Потому что есть спрос, который там не смогут удовлетворить ни китайская фирма, ни две европейские. Кроме того, в России стал появляться интерес к квантовым технологиям, значит, мы больше заработаем здесь», — говорит Данила Кудревский.

Так, РЖД при создании линии квантовой связи между Москвой и Санкт-Петербургом использовали импортные фотонные детекторы. Для новых линий, скорее всего, потребуются детекторы российского производства, считают в «Сконтеле».

 

https://expert.ru/expert/2022/22/kak-v-rossii-lovyat-svet/

03 / 06 / 2022

Показать обсуждение