Пояснити загадкові принципи квантової механіки, поєднавши це з грою на скрипці? Чому ні! Саме такий спосіб популяризації науки використовує Христина Гнатенко, молода професорка кафедри теоретичної фізики імені професора Івана Вакарчука фізичного факультету ЛНУ ім. І.Франка. Адже окрім фізичної освіти пані Христина має за плечима консерваторію, і гармонійно поєднує дві свої спеціальності, називаючи це синергією фізики і музики.

Після семінару з популяризації науки для магістрів факультету журналістики поспілкувалися з Христиною Гнатенко про те, як популяризувати науку серед молоді, які побутують міфи щодо квантової механіки в медіа та коли квантові комп’ютери будуть виконувати наші повсякденні завдання.

Як вам прийшла ідея пов’язати музику із фізикою? Це сталося під час вступу в консерваторію, чи на фізичний факультет?

Навчалася я на фізичному та в консерваторії паралельно, з 1 курсу, тому ця ідея була природньо пов’язана в мені, як в єдиному суб’єкті – студентки консерваторії та фізичного факультету одночасно. Фізичні задачі я розв’язувала під музику, а різні технічні процеси у музиці я часто вивчала, відкривши зошит з фізики. Також фізика пояснює природу звуку, процеси творення музичних звуків, їх тембри. Ось у такому сенсі були пов’язані ці два напрямки. А те, що фізика і музика – це про синергію, що фізика і музика дуже близькі, придумала не я, а дуже багато відомих вчених, які захоплювалися музикою: зокрема Макс Планк, Альберт Ейнштейн та інші основоположники квантової механіки. Тому музика – це про фізичні процеси, а фізика, як і музика – про гармонію у нашому світі.

Тобто існує багато точок дотику фізики з музикою.

Дуже багато. Немає такого, щоб я штучно їх пов’язувала, вони самі цілком природньо пов’язуються.

Розкажіть трохи про ваш досвід популяризації науки. З якою аудиторією чи закладами ви найбільше співпрацюєте у цій сфері, про що розповідаєте?

Мабуть, найбільше зі школами. В рамках заходів від Львівської обласної малої академії наук розказую школярам про квантове програмування, особливості квантового світу. Минулого року мене обрали віце-президенткою Малої академії наук, тож я отримала можливість активніше долучатися до заходів з популяризації науки. Організовували школу квантового програмування для школярів, науково-популярні лекції.

Також є таке науково-популярне видання Куншт. З ініціативи команди Куншт було створено мінісеріал з 5 серій про квантову механіку для школярів та студентів молодших курсів, перші 2 серії є на Ютубі. Цей серіал розповідає про квантовий світ, про неймовірне у квантовому світі, і все це – мовою алегорій, доступною простою мовою для всіх-всіх-всіх зацікавлених. Про квантове програмування також, про квантову криптографію, квантові технології та їх перспективи.

Чим може зацікавити квантова фізика широку аудиторію?

Квантова механіка відкриває для нас неймовірний світ квантових частинок, зокрема їхню можливість перебувати у різних місцях одночасно, квантову заплутаність. Цих властивостей не мають класичні частинки. Вони є дуже незвичні для нас. Я думаю, що для більшості людей є цікавим пізнання, яким є наш світ, якими є властивості світу на мікромасштабах.

За вашими спостереженнями, які теми квантової механіки викликають найбільший інтерес вашої аудиторії?

Студенти та учні люблять слухати про квантову телепортацію. Люблять уявляти собі цей процес, зрозуміти схему, принципові особливості квантової телепортації. Люблять слухати про квантові обчислення, про квантову перевагу, тобто виконання на квантовому комп’ютері різних  задач значно швидше, ніж на класичному комп’ютері. Зараз досягнуто квантову перевагу у розв’язанні спеціальних задач, але у перспективі передбачається, що це буде широкий спектр задач, з прикладним використанням. І студенти, і учні з захопленням слухають такий матеріал.

Також дуже люблять ставити питання про різні парадокси квантової механіки, особливо про парадокс «кицьки Шредингера».

Чи можуть науково-фантастичні книги або фільми бути помічниками у популяризації науки, зокрема квантової механіки? Якщо взяти, до прикладу, фільм «Інтерстелар» і розібрати, що там науково обґрунтоване, а що є виключно творчою вигадкою.

Звичайно, можуть. Щодо «Інтерстелару, то у фільмі на науково-популярному рівні піднімається питання про особливості простору-часу, гравітацію, чорні діри. А якщо суто про квантову механіку, то, для прикладу,  у минулому році вийшла науково-популярна книга Мічіо Кайку “Квантова перевага” (Michio Kaku  “Quantum supremacy”). У ній про створення квантових комп’ютерів, їхні особливості та перспективи використання квантових технологій.

Які, на ваш погляд, найпоширеніші міфи про квантову механіку можна зустріти в медіа?

Я часто помічала в медіапросторі, що сам прикметник «квантовий» вживають не за призначенням, використовують без фізичного змісту.

Скажіть, а чи є якесь науково-фантастичне припущення, у здійснення якого ви вірите? Наприклад, що через 10-20 років квантові комп’ютери будуть у нас в смартфонах чи щось таке?

Як науковець я не можу просто приймати на віру такі припущення. Але, звичайно, можу мати своє суб’єктивне ставлення до того, чи варто вкладати свої ресурси як науковця у дослідження тих чи інших задач, чи не варто. Чи приведуть вони до якогось позитивного результату, чи ні.

Зараз, по факту, ще немає широкого використання квантових комп’ютерів для розв’язання широкого класу задач, зокрема щодо логістики, фармацевтики, різних економічних задач тощо. Але я з тих дослідників, хто вважає, що теперішні показники і те, як еволюціонують квантові технології, вже дають нам підстави говорити про те, що в майбутньому квантові комп’ютери будуть використовувати не тільки для розв’язання спеціальних задач. Звісно, не можу передбачити чогось конкретного і, загалом, у цьому сенсі слово «передбачення» є некоректним. Але сказати які саме це можуть бути задачі цілком можливо. І, вочевидь, це будуть, зокрема, логістичні, оптимізаційні задачі у різних сферах життя.

А як щодо такого припущення: чи розвиток квантових комп’ютерів призведе до науково-технічної революції, на кшталт появи інтернету чи штучного інтелекту? Чи це буде щось буденніше і менш помітне?

Вже зараз є те, що ми можемо назвати революцією в обчисленнях. Тому що квантове програмування є принципово відмінним від класичного. Квантові обчислювання, це про кодування інформації у квантовий світ, про подальшу обробку цієї інформації за допомогою операцій над квантовими станами, а тоді – зчитування інформації з квантових станів за допомогою квантового вимірювання.

Квантові комп’ютери відкривають для науковців можливість проводити експерименти над квантовими частинками їхніми станами за допомогою квантового програмування. Доступ до квантових комп’ютерів є через інтернет. Теоретичні наукові результати, розроблені квантові алгоритми дозволяють говорити про квантову перевагу у розв’язанні різних задач. Питання тільки, коли ця квантова перевага буде досягнута експериментально.

Спілкувався Павло Александров, доцент кафедри нових медій факультету журналістики ЛНУ ім. І.Франка

Фото Анастасії Кур’ян, магістрантки факультету журналістики ЛНУ ім. І.Франка

Comments are closed.