Студенты и сотрудники Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» создали прототип виртуальной квантовой лаборатории, в которой учащиеся могут проводить демонстрационные научные эксперименты в области квантовой оптики. Проект выиграл конкурс «Студенческий стартап» и представляет собой цифровой двойник реальной лаборатории, где эксперименты выполняются посредством компьютерной симуляции в интерактивном 3D-интерфейсе.
«Виртуальная квантовая лаборатория» стала результатом сотрудничества учебно-научного центра «Квантовый инжиниринг» и лаборатории «Цифровое моделирование и виртуальные тренажеры» МИФИ. Она позволяет собирать полноценные физические установки из виртуальных компонентов — лазеров, зеркал и прочих элементов — и тут же наблюдать физически корректные результаты экспериментов. Уже реализован интерферометр Маха-Цендера, который служит классическим примером явления интерференции, широко используемого в высокоточных измерениях. В традиционной реальности подобные установки доступны лишь в некоторых профильных вузах, тогда как их виртуальный аналог делает процессы исследований более доступными.
По словам руководителя проекта, студента МИФИ Германа Субботина, основная цель разработки — сделать квантовые технологии доступными максимально широкому кругу обучающихся: «Идея родилась из желания сделать квантовые технологии доступными для всех. Мы знаем, что современное оборудование стоит очень дорого и недоступно большинству учебных заведений. Наш проект стал ответом на этот вызов – мы хотим, чтобы каждый студент и школьник могли прикоснуться к миру квантовой физики и проводить реальные эксперименты независимо от возможностей своего вуза или школы»
Команда проекта объединила физиков и программистов, что позволило создать точный и одновременно простой в освоении симулятор. Так, разработчики лаборатории «Цифровое моделирование и виртуальные тренажеры» внесли технологическую экспертизу, а специалисты по квантовым технологиям — профильные знания. В результате школьники и студенты смогут проходить полноценный лабораторный практикум без затрат на дорогостоящее оборудование. Образовательные учреждения при этом смогут обходиться без многомиллионных вложений в материально-техническую базу.
Как отметил Герман Субботин, «Виртуальная квантовая лаборатория» обеспечит глубокое погружение студентов в учебный материал через практическое освоение, что способствует развитию теоретических и инженерных навыков. Платформа может применяться в различных образовательных программах — от продвинутых школьных кружков до курсов в вузах. Кроме того, возможна интеграция в корпоративные курсы повышения квалификации сотрудников компаний, связанных с квантовыми технологиями.
В числе планов развития проекта — расширение функционала платформы и добавление новых типов физических экспериментов. После регистрации юридического лица команда Субботина намерена вести переговоры с вузами и онлайн-образовательными платформами для пилотного внедрения лаборатории в учебные программы. «Победа в конкурсе „Студенческий стартап“ от Фонда содействия инновациями это не только получение гранта, но и важное признание на федеральном уровне того, что выбранный нами путь востребован. Для проекта это означает как финансовую поддержку для ускорения разработки, так и стимул официально зарегистрировать компанию и начать активное пилотное внедрение платформы в образовательные программы партнеров», — пояснил Герман.
Долгосрочная цель команды — установить «Виртуальную квантовую лабораторию» в качестве стандарта для обучения квантовым технологиям в России и внести вклад в подготовку высококвалифицированных специалистов в этой перспективной области.
