Кванттық ЖИ зертханасы жаңа мүмкіндіктерге жол ашады

Тимур ИМАНҚҰЛОВ, 
ақпараттық технологиялар және жасанды интеллект факультетінің деканы, PhD, қауымдастырылған профессор:

Қазіргі таңда кванттық технологиялар әлемдік ғылым мен жоғары технологиялардың ең қарқынды дамып келе жатқан және болашағы зор бағыттарының бірі. Сарапшылардың пікірін­ше, бұл техноло­гия­лар өз уақытында интернет пен жасанды интеллект қандай өзгеріс әкелсе, болашақта дәл сондай ауқымды технологиялық серпіліс жасауға қабі­летті екенін естіп-бі­ліп жүрміз. Осыған орай, Әл-Фараби атындағы ҚазҰУ-дың ақпараттық технолог­ия­лар және жасанды интеллект факультетінің деканы, PhD, қауымдас­тырылған профессор Тимур Иманқұловқа «Qazaq universiteti» газетінің тілшісі бірнеше сауал қойған еді. Бүгін сол әңгімені оқырман назарына ұсынамыз. 

– Тимур Сәкенұлы, квант­тық технологияны көзі­мізге қалай елестетуге бола­ды? 

– Мұны былай түсінуге бо­­лады. Егер дәстүрлі компьютерлер ақпаратты тек 0 немесе 1 мәндерін қабылдайтын биттер арқылы өңдесе, мәселен, кванттық компьютерлер ақпа­рат­ты кубиттер көмегімен өң­дейді. Кванттық механиканың суперпозиция және кванттық шатасу (entanglement) қағи­да­ларының арқасында мұндай жүйелер кейбір күрделі есеп­тер­ді классикалық компьютерлерге қарағанда әлдеқайда тиімді орындай алады. Бұл өз кезегінде ғылым мен инже­не­риядағы бұрын шешімі қиын болып келген мәселелерді шешуге мүмкіндік береді.

Соған сәйкес, бүгінде АҚШ, Қытай, Еуропалық одақ елдері, Канада, Жапония, Оңтүстік Корея және Австралия кванттық технологияларды дамытуға миллиардтаған доллар инвестиция салуда. IBM, Google, Microsoft, Intel, Amazon, IonQ, Rigetti сияқты әлемдік жетекші технологиялық компаниялар кванттық компьютерлерді, жаңа алгоритмдерді және бағдар­ла­малық қамтамасыз етуді да­мыту бағытында ауқымды жұ­мыстар жүргізуде.

Алдағы жылдары кванттық есептеулер жасанды интеллект, жаңа материалдар мен дәрілік препараттарды әзірлеу, қаржы, энергетика, логистика, телекоммуникация, өнеркәсіп және киберқауіпсіздік салаларында кеңінен қолданылатыны жа­йында түрлі болжамдар көп. Сондықтан көптеген мемлекеттер бүгіннің өзінде кванттық тех­нологиялар бойынша ма­­ман­дар даярлап, арнайы ғылыми орталықтар мен зертханалар құруда. Бұдан біздің ел де шет қалып жатқан жоқ. Квант­тық технологияларды игеруге алғашқы қадамдар жасалып жатыр. Осы стратегиялық маңызды бағыттың елімізде қарқынды дамуына қоғам мүд­делі.

– Соның айғағы таяуда ашыл­ған Quantum AI Laboratory – еліміздегі жаңа ғылыми бастама еке­нін білеміз. 

– Әл-Фараби атындағы Қа­зақ ұлттық университетінде Quantum AI Laboratory – квант­тық жасанды интеллект зертханасы ашылды.

Зертхананың негізгі мақ­саты – кванттық есептеулер, кванттық жасанды интеллект және кванттық технологиялар саласында іргелі және қолдан­ба­лы ғылыми зерттеулер жүр­гізу, жаңа кванттық ал­­го­ритмдер мен бағдар­ламалық шешімдерді әзірлеу, жоғары білікті мамандар даярлау, сондай-ақ халықаралық ғы­­лы­ми ынтымақтастықты да­­мы­ту.

Бұған қоса, зертхана Қазақ­стан­да кванттық технологиялар саласындағы заманауи ғылы­ми-зерттеу экожүйесін қалып­тас­тыруға және отандық ғы­лымды әлемдік ғылыми қауымдастықпен ықпалдас­тыруға бағытталып отыр. Бұл өте ауқымды жұмыс. Бізге үлкен жауапкершілік артылып отыр­ғанын да түсінеміз. Сондықтан осы бағыттағы ізденістерімізді жалғастыра береміз. 

– Факультетте ашылған зертханада Қазақстандағы алғашқы портативті кванттық компьютерлер сатып алынды. Олардың қабілеті қандай?

– Жаңадан ашылған зерт­ха­наның маңызды жетістіктерінің бірі Қазақстанда алғаш рет портативті кванттық компью­тер­лердің сатып алынуы болды.

SpinQ Technology Inc. компа­ниясымен жасалған ынтымақ­тас­тық нәтижесінде зертхана SpinQ Gemini Mini/Mini Pro үлгісіндегі жеті портативті квант­тық компьютермен жаб­дық­талды. Бұл құрылғылардың әрқайсысы екі кубиттен тұрады және кванттық есептеулердің негіздерін оқытуға, кванттық алгоритмдерді әзірлеуге және сынақтан өткізуге, сондай-ақ ғылыми зерттеулер жүргізуге арналған тиімді платформа болып саналады. Осынау жабдықтардың сатып алынуы Қазақстандағы кванттық ғылымның дамуына жасалған маңызды қадам десек, артық айтқандық емес. Енді студенттер мен зерттеушілер әлемдік компаниялардың бұлттық квант­­тық платформаларын ғана емес, зертхананың өзіндегі нақты кванттық компьютерлерде де тәжірибелік жұмыстар жүргізуге мүмкіндік алады. Мұны білім алушылар мен зерт­теушілерге жасалып отырған қам­қорлық деп түсінген жөн шығар. 

– Келешекте Quantum AI Laboratory қандай жобаларды іске асырады? 

– Ғылыми зерттеулердің негізгі бағыттары туралы айтар болсам, алдағы жылдары Quantum AI Laboratory мынадай жобаларды жүзеге асыруды жоспарлап отыр:

• кванттық машиналық оқы­ту және кванттық жасанды ин­­тел­лект алгоритмдерін әзір­леу;

• энергетика, логистика, кө­лік және өнеркәсіп салаларына арналған кванттық және кванттық-инспирацияланған оңтайландыру әдістерін жа­сау;

• кванттық есептеулер ар­қылы күрделі физикалық, химиялық және биологиялық үдерістерді модельдеу;

• білім беру мен ғылыми зерттеулерге арналған квант­тық бағдарламалық платформалар мен симуляторларды әзірлеу;

• кванттық криптография және ақпараттық қауіпсіздік саласындағы зерттеулер жүр­гізу;

• халықаралық универси­теттермен, ғылыми орта­лық­­­тар­мен және жоғары тех­­­­­но­­логиялық компаниялармен бірлескен ғылыми жобаларды іске асыру.

Ескере кететін бір жайт, ғылыми жұмыстарды орындау барысында зертхананың мен­шікті кванттық компью­тер­ле­рі де, әлемнің жетекші ком­па­ния­ла­рының бұлттық кванттық плат­формалары да пайдаланылатын болады.

– Енді жаңа буын мамандарын даярлауды да қолға аласыздар ғой?

– Әрине. Quantum AI Lab қыз­­метінің маңызды бағыт­та­рының бірі – кванттық технологиялар саласында жоғары білікті мамандар даярлау.

Бакалавриат, магистратура және докторантура студенттері ғылыми жобаларға қатысып, дипломдық және диссерта­ция­лық жұмыстарын орындай алады, ғылыми тағылымда­ма­лардан өтіп, кванттық есептеулер мен кванттық жасанды интеллект саласындағы нақты зерттеу жобаларына қатысу мүмкіндігіне ие болады.

Сонымен қатар зертхана аясында арнайы оқу пәндерін әзірлеу, ғылыми семинарлар, шеберлік сабақтары, жазғы мектептер және кванттық жабдықтарды пайдалана отырып практикалық сабақтар өткізу жоспарланып отыр.

– Демек, осының бәрі Қазақстанның цифрлық болашағына қосылатын серпінді үлес емес пе? 

– Кванттық технология­лар­дың дамуы еліміздің цифрлық экономикасы мен техноло­гия­лық тәуелсіздігін нығайтуда маңызды рөл атқарады.

Зертханада даярланатын мамандар жасанды интел­лек­тінің жаңа алгоритмдерін, үлкен деректерді өңдеу әдістерін, киберқауіпсіздік құралдарын және экономиканың түрлі салаларына арналған жоғары тиімді оңтайландыру алгоритмдерін әзірлеуге үлес қосады.

Болашақта кванттық технологиялар энергетикада, қаржы секторында, денсаулық сақ­тау­да, көлік пен логистикада, телекоммуникацияда, өнеркә­сіп­те және ғылыми зерттеулерде кеңінен қолданылатын болады.

ҚазҰУ-да Quantum AI Labo­ra­tory зертханасының ашылуы – Қазақстанда кванттық технологиялар саласындағы ұлттық ғылыми мектепті қалыптастыру жолындағы маңызды қадам. Алғашқы портативті кванттық компьютерлердің іске қосылуы, заманауи ғылыми инфрақұ­ры­лымның құрылуы және халық­ара­лық серіктестіктің дамуы елімізде әлемдік деңгейдегі мамандар даярлауға және инновациялық ғылыми жобаларды жүзеге асыруға жаңа мүмкіндіктер ашады.

– Әңгімеңізге рақмет.

Сұхбаттасқан 

Гүлзат НҰРМОЛДАҚЫЗЫ