Лианна Акопян: «Физика не подчиняется политикам и не терпит философии» Ученый — о теории относительности, научных песочницах и квантовом компьютере
Автор: Арина Демидова
Лианна Акопян окончила МФТИ, работает в группе «Квантовые вычисления на холодных ионах кальция» Российского квантового центра. Со школьной скамьи она хотела стать ученым. И с тех же пор ей твердили, что физика не женское дело.
Принято считать, что мы всем обязаны семье — и хорошему в себе, и плохому. В какой семье вы выросли?
Я выросла в большой армянской семье. Нас с братом воспитывали строго и в армянских традициях. Например, мы всегда ужинали вместе, всей семьей, и каждый рассказывал о том, как прошел день. Ценности прививались традиционные. На первом месте у человека должна быть семья, на втором — обязательно серьезная работа. Жили мы в городе Ангарске Иркутской области. Училась я в математическом классе школы № 10 с углубленным изучением отдельных предметов. Педагоги в школе были очень сильными, поэтому весь наш класс поступил в ведущие вузы Москвы и Санкт-Петербурга. Я и сейчас поддерживаю с учителями и одноклассниками теплые отношения.
Желание стать ученым родом из детства?
Мой дедушка был начальником ядерной безопасности Армянской атомной электростанции. Он рассказывал про учебу на физфаке Ереванского государственного университета, в его времена там учились по 10-томнику Ландау-Лифшица. И я потом по нему училась. Мне запомнился случай: однажды дедушка пришел с работы и попросил меня кое-что посчитать. Не помню, как звучал вопрос, но для ответа нужно было вычислить какой-то поверхностный интеграл, который я, конечно, уже умела считать. Меня бросило в дрожь: не хотелось ошибиться и ударить в грязь лицом — мы все очень уважали дедушку. Я села и тут же начала считать, страшно волнуясь. Пересчитала все несколько раз и к утру отдала листок с вычислениями. Мне очень хотелось бы пообсуждать с ним физику. Жаль, что мы не успели. Я думаю, что решение стать физиком было связано с дедушкой, с безграничным уважением и любовью к нему. Интуиция подсказывала мне: надо обязательно попробовать физику на вкус, не зря же дедушка выбрал ее в качестве профессии.
Еще со школы я знала, что не смогу спокойно жить, зная, что существует область знаний, которая пугает меня своей сложностью. Хотелось разобраться в физике и обрести научную логику. Но переживала, что когда изучу физику достаточно хорошо, она мне надоест, как случилось с остальными предметами. Этого не произошло. Я поняла, что попала в точку. Научная работа в физике — это именно то, чем я могу заниматься бесконечно долго. Так что интуиция и ориентир на дедушку меня не подвели, чему я очень рада.
Но почему все-таки именно физика?
Физика описывает окружающий нас мир с объективных позиций. Хотите узнать, правильно ли думаете о том, как устроено конкретное явление в природе? Можете поставить эксперимент, который даст ответ на этот вопрос. То есть сама природа ответит на наши вопросы. Она абсолютно не зависит от личностных качеств физика, который ставит эксперимент, от погоды на Марсе и модных тенденций. Она не подчиняется политикам и не терпит философии. Только эксперименты и теоретические исследования, в которых ты либо правильно сформулировал гипотезу, либо нет. А самая большая сложность состоит в правильной постановке вопросов и повышении точности экспериментов. Так, если вы правильно описываете природу и ее законы, можете использовать эти законы для создания новых устройств. Ни один мошенник не сможет собрать простейший лазер, а именно существование лазера, микроволновой печи, самолета и других устройств доказывают, что наши знания верны. Верна ли теория относительности Эйнштейна? Откройте свой GPS-навигатор. Он правильно показывает ваше местоположение с точностью до нескольких метров, а значит, общая теория относительности (ОТО) работает — все расчеты в навигаторах и спутниках используют формулы из ОТО. Это не может быть случайностью, современные физические теории слишком сложны, чтобы случайно оказаться верными.
Сложность и красота физики как науки состоит в том, что язык, на котором мы говорим с природой — математический, — сам по себе очень сложен, и практически никакая новая теория, никакое новое знание в современной физике не может быть получено без использования этого языка. В школьной физике все понятно: есть цельное знание, например, о законах Ньютона, и вся физика как на ладони. Кажется, ученым остается только докладывать кирпичики в это стройное здание науки.
Когда же ты приходишь в настоящую науку, и это начинает чувствоваться уже в университете, здание рушится. Цельной картины уже нет, потому что одно и то же явление может быть рассмотрено абсолютно с различных сторон, и каждое описание верное. Любой физический закон может быть пересмотрен, как это произошло, например, с открытием квантовой механики, расширен, оттеснен новыми идеями. Физики пробуют совмещать несовместимое, и при решении каждой задачи нужно разбираться с большим пластом именно для нее подходящих инструментов, потому что изучить всё сейчас невозможно.
Наука стала слишком большой, объемной и сложной. Каждый сидит в своей маленькой песочнице, и только к зрелому возрасту формируется более или менее полная картина. Каждый день в физике — детективная история, где вопросов всегда больше, чем ответов. И только ты ответил на один вопрос, как тут же возникли еще десятки, и процесс бесконечен. Это прекрасно, и это истинная красота природы, выраженная в терминах, придуманных человеком.
Расскажите о направлении, в котором вы работаете.
Я занимаюсь квантовой и атомной физикой. Мы строим квантовый компьютер на холодных ионах в Российском квантовом центре. Квантовый компьютер многие называют атомной бомбой XXI века. Та страна, которая построит его первой, получит технологическое преимущество перед остальными. Поэтому все страны мира с научным потенциалом сейчас вкладывают огромные материальные и интеллектуальные ресурсы в развитие квантовых технологий. Квантовый компьютер поможет найти ответы на многие вопросы. Главная опасность заключается в том, что он сможет взламывать некоторые коды шифрования в классических компьютерах. Однако параллельно со строительством квантового компьютера мы развиваем квантовую криптографию — технологию, которая сможет защитить информацию от атак с применением как классического, так и квантового компьютеров. Наша лаборатория появилась три года назад, я была одним из первых аспирантов. Тогда же в России правительство утвердило дорожную карту по квантовым вычислениям, а необходимость построения квантового компьютера стала очевидной. Мы оказались одной из лабораторий, которые активно вовлекаются в реализацию ДК.
У меня есть несколько публикаций, посвященных как работе в РКЦ и численному моделированию работы квантового компьютера на ионах, так и фундаментальной физике — спектроскопии позитрония и поведению скалярного поля в окрестности движущихся неидеальных поверхностей. Последнее очень похоже на задачу излучения Хокинга в окрестности черной дыры. Мы пытаемся раздвинуть границы человеческого знания.
Вообще, квантовые компьютеры в мире уже существуют, и их много. Проблема в том, что они маленькие — в них насчитывается 30–70 кубитов, то есть ячеек хранения информации. Увеличить это число до тысячи, а в идеале и до миллиона, чтобы получилась по-настоящему мощная машина, пока не получается по фундаментальным и практическим причинам. Как только мы увеличиваем число кубитов, они перестают вести себя как квантовые объекты и становятся классическими частицами. Моя задача на ближайшие несколько лет — разобраться, как увеличить число кубитов в наших квантовых компьютерах, чтобы при этом они как можно дольше оставались квантовыми. Задача не имеет очевидного решения, нам предстоит сложный и кропотливый поиск лучшего пути, рано или поздно мы его найдем.
Вопрос, который вам наверняка задают часто: сложно ли девушке заниматься такой «мужской» наукой, как физика?
Не знаю, можно ли перекладывать мой опыт на всех девушек, поэтому расскажу о себе. Я от природы очень эмоциональная, и иногда это мешает работать. Могу слишком эмоционально отреагировать на замечания коллег, если они выражены не совсем в корректной форме. Часто уделяю много внимания деталям, которые коллегам-мужчинам кажутся не очень важными. Могу дотошно проверять результаты своей работы — настолько, что иногда это занимает невероятное количество времени, но без этого я не могу. При этом я очень общительная и легко налаживаю контакты с коллегами не только из РКЦ, но и из других организаций и институтов. Часто это приводит к коллаборациям и связям между научными лабораториями. У меня также есть навыки организатора, но я всегда нервничаю при этом, а потому такие вещи стараюсь на себя не брать.
Вспоминаю учебу в институте: не могу сказать, что мальчики справлялись лучше девочек, просто они реже сталкивались с некоторыми психологическими барьерами, которые были у нас. Девочки более внимательно относились к себе и своему самочувствию. На первых курсах мы могли спать по 3–4 часа и потом весь день посвящать учебе. На старших курсах мы тоже много учились, но если чувствовали, что достигли определенного предела, берегли себя. У мальчишек такого «выключателя» и «предохранителя» не было — работали на износ и перегорали.
Знаю, что в свободное время вы играете в футбол. Почему выбрали именно этот вид спорта?
Думаю, человек рождается с любовью к футболу. Я такой родилась — просто очень его люблю, у меня захватывает дух, когда мы на поле с друзьями гоняем мяч. Недавно ребята из команды сказали, что у меня, наверно, талант, раз смогла дойти до неплохого уровня игры, начав играть в футбол с конца первого курса. Я очень счастлива!
А чисто женские увлечения у вас есть?
В детстве 7 лет занималась бальными танцами, люблю музыку, танцы и всё, что с этим связано. Сейчас часто танцую дома. Люблю читать книги и проводить время с друзьями и родными. У меня много друзей из футбольной команды, с которыми мы участвуем в чемпионате Москвы.
Рекомендуем прочитать интервью с физиком из Армении Геворгом Ованнисяном.
