Д-р Марин Буков и контролирането на квантови системи с изкуствен интелект

Интервю на Добромир Видев с д-р Марин Буков

Update Required To play the media you will need to either update your browser to a recent version or update your Flash plugin.

Контролиране на квантови системи с изкуствен интелект. С това се занимава тазгодишният носител на наградата "Джон Атанасов“. Доктор Марин Буков ръководи научна група в института "Макс Планк" в Германия. Кое го е накарало да потърси реализация в американски и европейски университети? И какво мисли за реализацията на докторантите в България? Добромир Видев разказва в първия епизод от поредицата "Разкодирано“.

"Представете си, че имате една квантова система.“ Така започва разговорът с носителя на наградата "Джон Атанасов“ за 2023-та година д-р Марин Буков. Тъй като младият учен е ръководител на научна група в "Макс Планк Институт" за физика на комплексните системи, Дрезден, Германия, а преди това има един куп степени от американски и германски университети, разговорът за това с какво се занимава няма да е много лесен. Поне за неспециалисти. Но българинът, избрал академична кариера в Европа, е сигурен, че квантовите системи и изкуственият интелект имат нужда от изучаване и разбиране.

"Разработваме методи, които са и аналитични, и числени за това как да манипулираме съставните части и частиците в тази квантова система. За да направите дадено изчисление на един квантов компютър, вие трябва да сте сигурни, че започвате от правилното състояние. В противен случай просто не знаете какво смятат. Може да си представите като част от софтуера на един компютър. Трудното в задачата е, че тези частици взаимодействат една с друга и съответно, когато имате много частици, които взаимодействат, те проявяват колективни феномени. И тези колективни феномени трябва да бъдат взети под внимание, така че да може да се приготви даденото състояние. Използваме аналитични и числени методи. Част от числените методи включват машинно обучение и изкуствен интелект. Съвсем прост пример - изкуственият интелект има право да приложи магнитно поле в дадена квантова система. В момента, в който е приложено това магнитно поле, квантова система реагира и се променя. Вие искате да приготвите системата в дадено състояние. Въпросът как изкуственият интелект трябва да променя външното магнитно поле, така че системата да се впише да отиде в даденото състояние".

А защо са нужни нови инструменти за изследване на квантовата механика. Доктор Марин Буков обяснява – нивото на по-нататъшното разкриване на познанието го изисква.

"В момента, поне в квантовата механика, сме достигнали положение, до което и да искаме, не можем да прогресираме, без да развием машини като квантовите компютри, които ни позволяват да симулираме поведението на системите. И причината е много проста. Класическите компютри априори не са подходящи за описване, за симулиране на квантово-механични системи. Квантовите системи са прекалено сложни, за да могат да бъдат симулирани на класически компютри. Съответно, ако вие искате да развивате каквито и да е нови технологии, които са базирани на квантово механични ефекти, на вас ви трябва поне един квантов симулатор.

Преди време на мен ми беше попаднала една статия за така наречения механизъм от Антикитера. Това е остров в Гърция. Намерили са древен симулатор - една механична система, която позволява да се предвиди позицията на планетите и звездите. Един вид древните гърци са имали машина, с която са симулирали поведението на… поведението на планетите. Нещо подобно искаме да направим и ние в момента, само че с квантови системи. Ние искаме една квантова машина да симулира поведението на друга квантова машина. Искаме да симулираме поведението на комплексни на сложни квантови системи, на материали, примерно на молекули.

Това искаме да го направим, защото ще ни позволи да изследваме техните свойства и съответно да развием, да разработим нови материали и нови молекули с дизайнерски свойства, което очевидно, нали, какви са приложенията от това нещо. Може да си представите един свръх проводник на стайна температура какво значение би имало. Ще бъде доста, доста по - енергоефективен. Оказва се, че ако искате да правите изследвания в ЦЕРН, на вас ви трябват огромни и свръхпроводници".

В момента доктор Марин Буков и негови колеги от института "Макс Планк“ разработват нов вид поведение на динамичната материя.

"Нещо подобно на времеви кристал. Само че братовчед на времевия кристал. И имаме предсказание, и в момента колаборираме с рисърч група в Бъркли, където правят експеримента. Предварителните резултати изглежда доста обещаващо".

Но резултатите оставяме на специалистите. Преди да мине през всичките нива на знанието, доктор Марин Буков казва- всичко започнало с интереса как работят нещата…

"Винаги са ме интересували, са ме привличали механизми, по които работят нещата. Човек да се опита да разбере точно какъв е механизмът, какво седи отзад, как се случва. И ако си представите едно хлапе, което има такъв подобен майндсет, може би физиката е .. е науката".

И именно този интерес е важен за всички, които искат да се занимават с наука, казва доктор Марин Буков. А такива са и сътрудниците му от изследователската група в института "Макс Планк“. Затова съветът му към всички, които имат интерес, е да отидат във Факултета по физика на Софийския университет.

"Там наистина хората развиват такива технологии. Предлагат програма по квантови технологии, по квантова информатика. Може би е най-близкото място в България, където хората могат да отидат и да зададат въпрос. И да запишат някоя и друга лекция, да се научат на нови и нови познания".

Образованието на докторантите обаче трябва да се промени, категоричен е доктор Марин Буков. Правилата у нас, казва той, не му позволили преди две години да създаде изследователската си група в България.

"Опитах се да създам рисърч група. Сега, въпросът е, нали, за тази рисърч група, за нея трябва да се намерят студенти, докторанти, пост докторанти. Проблем е, когато примерно, почти невъзможно да се привличат студенти от чужбина, защото в закона пише, че трябва да си превеждат дипломите на българския език със заклет преводач и нотариална заверка. Просто бюрокрацията е на ниво, което ако бъде прочистено, няма да има проблем. Трябва да се обърне огромно внимание на PhD студентите, на така наречените докторанти. Докторантите са тези, които са в самата основа на всяко едно научно изследване. И ако вие отидете в една водеща научна група, в който и да е голям университет, вие ще видите, че там има един професор, който седи най - отгоре и ръководи групата, който е така нареченият принцип инвестигейтор. Но отдолу под него това са постдокторанти и докторанти. Условията, при които се прави докторантура в момента в България просто са толкова занемарени, че просто не позволяват който и да е амбициозен млад човек да се занимава с това нещо там. Те затова повечето хора в България, предполагам както и аз, търсят възможности в чужбина, където условията са доста по-добри. Така че ако има едно нещо, това с докторантите трябва много сериозно да се наблегне на това как да им се създадат условия, при които те да могат да бъдат наистина конкурентоспособни на докторантите в да кажем, „Макс планк“ институт, в „Оксфорд“ или в „Кеймбридж“, или в „Харвард“, или в "Бъркли".

Нужни са промени в Закона за висшето образование, в Закона за академичния състав, в Закона за научната дейност, казва доктор Марин Буков.

"Защото в интерес на истината, нали, не е идеята да се прави каквато и да е наука. Идеята е да се прави наука, която е конкурентоспособна. Защото, поне по мое мнение, конкуренцията е тази, която движи прогреса. Определено има доста добри истуденти, които са любопитни. И които им се занимава с това нещо, но очевидно е, че не намират условията, за да се развиват в България. Ами вижте, те нещата се променят. Не е като да тъпчат на едно място. Променят се, но аз, вижте, аз може би оттогава - от около 2019-та – 20-та следя по –изкъсо какво се случва с висшето образование и науката в България. Да, виждам промяна, но от скоростта, с която се променя, е доста, доста бавна. При нас, в нашия институт само, получаваме по около 150 до 250 кандидата за PhD студенти на година. Така че определено имаме голям наплив, но то е част от това как работи висшето образование и изобщо науката. Защото между другото, докторантите са свързващото ниво между висшето образование и наука. Идеята е да, нали, като млад учен, особено за мен е много важно, да съм на място, където има повече кандидати, отколкото има места. Това нещо гарантира, че има съревнование. Първо между кандидатите. И второ - има избор за нас като ментори", казва доктор Марин Буков.

А плановете му със сигурност са да продължи да работи в сферата на алгоритмите, използващи изкуствен интелект, които контролират квантови системи.

"Преди няколко месеца спечелих едно финансиране от Европейския научни изследователски съвет. Това са доста големи и грантове от порядъка на милион и половина евро. Те се дават, за да се работи по проект. И съответно, за да се създаде и доразвие научна група. Тоест, аз в момента съм в процеса на създаване и на доразвиване на научната си група. И смятам да продължа да правят същото през следващите 4 - 5 години".