search icon search icon ВЕРСИЯ ДЛЯ СЛАБОВИДЯЩИХ

Квантовая физика (Студенческий трек)

  • Рынки НТИ: Энерджинет
  • Студенческий трек
  • Рынки НТИ: Энерджинет
  • Студенческий трек
Физика Информатика
  • Отборочный этап
    4 декабря — 17 декабря
    2023
  • Заключительный этап
    17 апреля — 20 апреля
    2024

Расписание

Квантовая механика стала индустриальной силой в современном мире наукоемких технологий.

В то же время, данная область технологий обладает важной отличительной чертой: короткая «дистанция» между научными исследованиями и короткий период времени, необходимый для технологического воплощения найденных решений физических задач. 

В связи с этим, узкопрофессиональное обучение теряет смысл и на первый план выходит обучение студентов базовым фундаментальным знаниям и навыкам их использования, что позволит им постоянно самообучаться по мере работы в области квантовых технологий. 

Профиль «Квантовая физика » предполагает наличие у участников знаний основных принципов и владение методами математического анализа, линейной алгебры, квантовой механики и статистической физики в объеме начальных курсов технического университета. 

В то же время, активно развивающиеся на данный момент квантовые технологии определяют содержание конкретных задач профиля актуальных сегодня. Предлагаемая для решения на заключительном этапе проблема — квантово-инженерная задача – спроектировать схему квантового чипа для детектора одиночных фотонов (применяется для исследования космических излучений и т.п.). Чувствительный элемент (сенсор) помещен в криостат с температурой жидкого гелия, который обеспечивает низкие тепловые шумы и представляет собой одно целое с детектором. 

Концепция задачи отборочного тура: построение матрицы квантового вентиля для использования определенного алгоритма квантового вычисления с помощью кубита. Для решения данной задачи студенты должны использовать базовые знания по квантовой механике: представление уравнений динамики квантовых систем в формализме матриц Гейзенберга. 

Таким образом, как отборочный этап так и заключительный этап данного профиля направлены на достижение главной цели: отобрать и направить для дальнейшего обучения наиболее способных и мотивированных студентов для работы в области квантовой физики и технологий.

Преимущества для победителей

Победители и призёры олимпиады по профилю «Квантовая физика» могут заявить свои результаты в качестве результатов вступительных испытаний при поступлении в магистратуру Университета МИСИС:

Победители — 100 баллов по вступительному испытанию направления 03.04.02 Физика.

Призеры — 80 баллов по вступительному испытанию направления 03.04.02 Физика.

Победители и призёры олимпиады по профилю «Квантовая физика» могут заявить свои результаты в качестве индивидуальных достижений при поступлении в магистратуру Университета МИСИС:

Победители — 10 баллов на направления: 03.04.02 Физика, 28.04.00 Нанотехнологии и наноматериалы, 11.04.04 Электроника и наноэлектроника, 22.04.01 Материаловедение и технологии материалов, 28.04.01 Нанотехнологии и микросистемная техника, 28.04.03 Наноматериалы.

Призеры — 7 баллов на направления: 03.04.02 Физика, 28.04.00 Нанотехнологии и наноматериалы, 11.04.04 Электроника и наноэлектроника, 22.04.01 Материаловедение и технологии материалов, 28.04.01 Нанотехнологии и микросистемная техника, 28.04.03 Наноматериалы.

Этапы соревнований

Отборочный этап

Решаемая проблема: квантовые вычисления с использованием практически реализуемых квантовых объектов — кудитов вместо широко рассматриваемых в теории квантовых вычислений двухуровневых объектов — кубитов.

Концепция задачи (проблема, решаемая участниками): построить алгоритм разложения (компиляции) произвольных однокудитных вентилей с помощью произведения минимального количества унитарных матриц 4х4 из заданного набора параметрических однокудитных вентилей для кудита размерности d=4.

Получаемый продукт: матрица преобразования вектора состояния кудита для выполнения определенной вычислительной операции в виде перехода кудита между начальным и конечным состояниями.

Оценка олимпиадного задания отборочного этапа производится путем определения команды, которая представит и понятно объяснит алгоритм обеспечивающий отыскание наименьшего количества вентилей (гейтов) для аппроксимации заданной заранее случайной унитарной матрицы 4х4 с точностью ε, заданной в условии задачи.

Заключительный этап

Прикладная командная задача: спроектировать квантовые электронные цепи, реализующие фотонные сенсоры с использованием пакета стандартных инженерных программ. Также потребуется произвести оценку уровня теплового шума в спроектированной электронной цепи в зависимости от её температуры.

Требования к команде

Hard skills

  • Знание основ теоретической физики;
  • знание систем и методов теоретических оценок, расчетов и проектирования в области физики;
  • знание аналитических и численных методов для анализа математических моделей;
  • знание методов исследования, проектирования и проведения экспериментальных работ.

Soft skills

  • аналитическое мышление;
  • критическое мышление;
  • креативное мышление;
  • умение работать в команде;
  • уверенное пользование ПК;
  • работа в условиях многозадачности;
  • грамотная речь;
  • оформление документации;
  • презентация работы.

Численность команды и роли

Численность участников команды: 3-4 человека

Роли и необходимые компетенции:

Роль 1. Капитан — организация мозгового штурма в команде, распределение подзадач и сбор их решений у членов команды для составления общего решения поставленной задачи, представление проектного продукта.

Роль 2. Аналитик-исследователь — обоснование и выбор оптимального метода решения задачи, отыскание необходимой информации в сети интернета.

Роль 3. Программист — использование предоставленной компьютерной программы для расчета квантовых электронных схем.

Роль 4. Инженер-исследователь — выбор конкретных исполнительных устройств с учетом их физических параметров: квантовый сенсор на основе джозефсоновского контакта, габариты контакта, прозрачность туннельного барьера для электронов, теплоемкость материалов.

Материалы подготовки

Организаторы

background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image
background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image