03.04.02 Вычислительная физика и квантовые технологии

03.04.02 ФИЗИКА

ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА:  ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА И КВАНТОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ (СОВМЕСТНО С МФТИ)

Руководитель образовательной программы:

Нефедев Константин Валентинович, доктор физико-математических наук, доцент, Директор Департамента теоретической физики и интеллектуальных технологий Института наукоемких технологий и передовых материалов

Подразделение – держатель программы:

Институт наукоемких технологий и передовых материалов (Школа), Департамент общей и экспериментальной физики

Места осуществления образовательной деятельности: 

Полный срок освоения образовательной программы проходит в ДВФУ (Владивосток, о. Русский, п. Аякс, 10), возможны стажировки студентов в организации-партнере МФТИ

Язык реализации:  Русский

Срок обучения: 2 года

Партнеры и эксперты, участвующие в реализации программы:

• Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет) (МФТИ)

• Институт прикладной математики ДВО РАН (г. Владивосток)
  

• Вычислительный Центр ДВО РАН (г. Хабаровск)

Задачи программы:

Подготовка магистров, владеющих современными вычислительными методами теоретической и прикладной физики, статистической и квантовой механики, обладающих необходимыми компетенциями для разработки собственных прикладных пакетов программ суперкомпьютерных комплексов, параллельных и многопоточных кодов, необходимых для решения задач теоретической физики, а также актуальных естественно-научных задач. Обеспечение предприятий наукоемкой сферы кадрами высшей квалификации, для работы в аналитических лабораториях научных и образовательных организаций, в научно-исследовательских организациях, на кафедрах вузов физической, химической, молекулярно-биологической и биомедицинской направленности, в других образовательных организациях.

Выпускники приобретут фундаментальные знания в области физики, практические навыки классического программирования с использованием самых распространенных языков программирования, практический опыт в разработке эффективных кодов, параллельного и многопоточного программирования, квантового программирования и получат первый опыт самостоятельных научных исследований в сфере современных квантовых технологий – элементной базы квантовых вычислений, квантовой криптографии и квантовой метрологии, проведут научные исследования в лабораториях, создающих элементную базу квантовых технологий в институте Наукоемких технологий и передовых материалов ДВФУ, в базовых лабораториях МФТИ и Российского квантового центра.

Выпускники приобретут знания, навыки и практический опыт программирования классических суперкомпьютерных систем, квантовых симуляторов, программирования реальных квантовых компьютеров, получат опыт научных исследований с применением квантовых и интеллектуальных вычислительных технологий, смогут проводить современные численные физико-математические и физико-химические исследования, прикладные разработки. Выпускники смогут работать в центрах компетенций Национальной технологической инициативы, крупнейших компаниях и академических институтах, развивающих квантовые и интеллектуальные технологии в России.

Основное внимание при их подготовке будет уделено трем направлениям теоретической физики:

1) Разработка собственных суперкомпьютерных прикладных программных продуктов для численных расчетов и решения актуальных задач фундаментальной и прикладной физики;

2) Получение практического опыта высокоуровневого программирования в пакетах прикладных программ для квантово-механических и квантово-химических вычислений, вычислений из первых принципов ab-initio;

3) Разработка собственных квантовых симуляторов, а также программирование известных квантовых симуляторов и реальных квантовых малокубитных компьютеров производства компании IBM. Разработка квантовых алгоритмов, квантовых схем.

Описание целевой аудитории программы:

Программа будет интересна выпускникам бакалавриата и специалитета естественно-научных или инженерно-технических направлений подготовки «Физика», «Электроника и наноэлектроника», «Химия», «Прикладная информатика», «Информационные системы и технологии».

Ключевые дисциплины программы:

• Нейронные сети и генетические алгоритмы в современной статистической физике

• Квантовые алгоритмы

• Инсталляция, оптимизация, обновление и использование прикладных пакетов программ для квантово-механических расчетов

• Теория вероятности и статистическая физика

• Квантовая теория информации и квантовые коммуникации

• Нейроморфные вычисления и методы машинного обучения в теоретической физике

• Визуализация научных данных в физике конденсированного состояния в пакете Gnuplot и подготовка публикаций в системе LATEX

• Суперкомпьютерные расчеты физических систем и процессов

• Программирование квантовых компьютеров или симуляторов

• Программно-аппаратные комплексы для суперкомпьютерных расчетов

• Квантовая физика

• Квантовое машинное обучение

Сфера деятельности и востребованность выпускников программы (в том числе - примеры организаций, куда будут трудоустроены выпускники):

Выпускники образовательной программы «Вычислительная физика и квантовые технологии» уровня магистратуры могут продолжить обучение в аспирантурах лучших российских и зарубежных университетов, работать в ведущих научно-исследовательских и R&D центрах ведущих корпораций не только Дальнего Востока России (например, ДНС), но и на высокотехнологичных производствах, в университетах и учреждениях системы высшего и среднего образования. Компетенции разработчиков пакетов прикладных программ позволяют выпускникам свободно трудоустраиваться в современные IT компании и научно производственные центры, осуществляющих разработку и изучение новых перспективных технологий, материалов и устройств, в том числе квантовых и наноразмерных.

Перспективы трудоустройства в Приморском и Хабаровском краях выпускников очень высоки, они будут востребованы в академических институтах (ИПМ ДВО РАН, ИАПУ ДВО РАН, ВЦ ДВО РАН и др.), в департаментах и кафедрах вузов (ДВФУ, Дальрыбвтуз, Владивостокский государственный медицинский университет и др.). На малых инновационных предприятиях, созданных и создаваемых ДВО РАН, Дальневосточным Федеральным Университетом и другими научными и образовательными организациями.

В Российской Федерации выпускники будут Институт вычислительной математики РАН (г. Москва), ИВМиМГ СО РАН (г. Новосибирск), Российский квантовый центр (РКЦ) — независимая организация, занимающаяся исследованиями и разработкой в области квантовых технологий, Центр Квантовых Технологий МГУ имени М.В. Ломоносова, ОАО ИнфоТеКС, ОАО Российские железные дороги, ООО Кванттелеком, ООО Научно-Производственное предприятие Квантек, QRATE, Хуавей (HUAWEI).