Деловой Петербург: Из студентов СПбГУ в профессора Принстона. Как молодые математики покоряют науку и квантовые вычисления

Facebook и Google заявляют, что разработчикам нужна новая математика. Сейчас многие технологии развиваются быстрее фундаментальной науки, так же как 200 лет назад первые паровозы строили без знаний термодинамики и формул расчета давления. От современной математики требуют решения новых вызовов, среди которых развитие искусственного интеллекта и квантовые вычисления.

Команды петербургских университетов СПбГУ и ИТМО становятся победителями математических олимпиад и чемпионата мира по программированию ACM/IC PC чаще, чем представители любых других вузов мира. А в 2022 году в Петербурге состоится престижный Международный конгресс математиков. На нем раз в четыре года вручают «математические Нобелевки» — медали Филдса. До сих пор наша страна принимала этот научный «мундиаль» только однажды — в 1966 году в Москве.

Отечественная математическая школа удерживает лидирующие позиции в мире, и крупный бизнес делает ставку на новое поколение молодых ученых.

Досчитать до Принстона

В начале декабря в Петербурге наградили 77 молодых ученых, ставших лауреатами «Математической прогрессии» — совместного проекта СПбГУ и программы социальных инвестиций «Родные города» от компании «Газпром нефть». За успешные исследования студенты и аспиранты вуза получили именные стипендии и гранты.

Несмотря на молодость, участники проекта уже успели заявить о себе в научном мире. Например, один из лауреатов — магистр первого курса Иван Бочков. «Он решил гипотезу Валента, поставленную математикой в 1990-е годы. Это задача про вероятностные аспекты рождения и смерти. Она восходит к известному математику Андрею Колмогорову. Под руководством доцента Романа Романова смог решить эту гипотезу, работу опубликовали в одном из ведущих журналов. Замечательно, что студенты, будучи еще в самом юном возрасте, даже не получив ни одного диплома о высшем образовании, уже могут войти в научную жизнь», — подчеркнул собеседник dp.ru, один из руководителей Лаборатории имени П. Л. Чебышёва доцент Сергей Тихомиров.

Одним из основателей «Математической прогрессии» является обладатель медали Филдса и глава исследовательской Лаборатории имени П. Л. Чебышёва СПбГУ Станислав Смирнов.

«Этот проект помог оживить математическую жизнь в городе и привел к выдающимся результатам. Наши воспитанники получают престижнейшие премии, работы студентов отмечаются специалистами за вклад в науку. Но самое главное — благодаря поддержке "Газпром нефти" мы сумели перезагрузить математическое образование в СПбГУ и вернуть его на мировой уровень», — отметил Станислав Смирнов.

Среди первых выпускников «Математической прогрессии» — Александр Логунов, который по окончании СПбГУ стал лауреатом премии Клэя (второй по значимости награды в математике) и сейчас является профессором Принстонского университета.

Хайп будущего

В сентябре в СПбГУ при поддержке «Газпром нефти» и «Яндекса» открылся новый факультет математики и компьютерных наук. На его бюджетные места по программам бакалавриата «Математика», «Современное программирование», «Математика, алгоритмы и анализ данных» были зачислены первые 100 студентов. Еще 25 человек поступили в магистратуру «Современная математика» для талантливых математиков из России, Восточной Европы и Азии.

Мы помогаем появлению нового поколения ученых-математиков. Это молодежь, которая сейчас в России осуществляет смену кадров. Нам они интересны, так как эти специалисты — одни из самых сильных, если не самые сильные в мире. Более того — с запуском в СПбГУ новой международной магистратуры теперь иностранные студенты снова приезжают учиться к нам.

Член правления «Газпром нефти» Александр Дыбаль

По его словам, инвестиции в сотрудничество с СПбГУ и Лабораторией имени П. Л. Чебышёва окупились уже через 4 года. Сейчас математики помогают компании создавать цифровые модели месторождений и алгоритмы анализа больших массивов данных для вычислений новых запасов нефти.

Доцент Сергей Тихомиров сам оказался в числе тех, кто решил продолжить карьеру в России. «Я уезжал в 2009 году и вернулся в 2016 — и был не единственным, кто так поступил. За это время ситуация изменилась кардинально. Из взрослых сотрудников у нас примерно половина вернулась из-за границы. Не могу сказать, что процесс оттока окончательно развернулся, но позитивная тенденция есть. Лично для меня ключевую роль в принятии такого решения сыграла Лаборатория Чебышёва. Сейчас здесь есть иностранные профессора, есть магистратура, которая читается на английском языке, к нам поступают иностранные студенты, в том числе из Германии и Франции», — рассказал ученый.

По его словам, «Математическая прогрессия» позволяет студентам и молодым научным сотрудникам сконцентрироваться на учебе и исследовательской работе. Среди самых популярных курсов, вызвавших наибольший интерес за последнее время, выделяется введение в квантовые вычисления.

«Полноценных квантовых компьютеров еще нет, надо это понимать, хотя в информационном поле появляется информация о прогрессе в этой сфере. Но квантовые вычисления — это даже не хайп, а хайп будущего. Сейчас хайп — анализ данных и машинное обучение, а мы говорим о том, что будет актуально в будущем. Студенты очень четко и быстро схватывают эти тренды», — добавил Тихомиров.

Попасть в проект могут действительно только самые талантливые. Основной критерий выбора лучших из лучших — качество, как здесь говорят по-английски — excellence. «Надо понимать, что отбор проходит через открытый конкурс. Это создает эффект соревновательности, честности и сменяемости. Такой подход позволяет нам не остаться в какой-то маленькой части математики, а покрывать очень широкий спектр науки. Вне зависимости от того, из какой области ты приходишь, если ты замечательный ученый, ты можешь к нам попасть», — говорит Сергей Тихомиров.

В последние три года огромное количество заявок на участие в проекте поступает от победителей всероссийских олимпиад. Кроме того, несколько человек берут по результатам ЕГЭ. Причем конкуренция растет ежегодно. Так, на программу с 25 местами хотели поступить около 1 тыс. человек.

Хипстеры от науки

Профессия ученого снова становится популярной, престижной и модной. Математика как наука находит широкое применение в самых разных сферах жизни и с каждым годом становится более востребованной со стороны бизнеса.

«Когда я был совсем молодым ученым и аспирантом, меня беспокоил вопрос, что профессия ученого не очень престижна. Математика часто ассоциировалась с Мариванной в очках, которая пугает школьников непонятными формулами. Сейчас математика и ученые вновь стали уважаемыми членами общества. Очень много работы было проделано, сказаны важные слова о цифровизации экономики. Это опять сделало профессию ученого, инженера, исследователя важной и популярной. Ученый больше ассоциируется не со скрюченным человеком за столом, а с молодым хипстером на самокате», — добавил Сергей Тихомиров.

Одним из лауреатов «Математической прогрессии» 2019 года стала инженер-исследователь Екатерина Щетка. В список ее научных интересов входят спектральная теория эргодических операторов Шредингера, асимптотический анализ, теория разностных уравнений на комплексной плоскости и теория случайных процессов.

«Я занимаюсь спектральной теорией оператора Почти-Матье. За нее и получила премию, — поделилась Екатерина Щетка. — Физики, особенно в квантовой физике, все системы описывают операторами. Любой физической системе сопоставляется какой-то оператор по так называемому спектру. Спектр — это, грубо говоря, значение, которое может принимать ваша система. Как только физики знают спектр оператора, они более-менее знают все, что происходит в системе, как она себя ведет, будет ли она проводником или изолятором или это будут диффузионные процессы. Такие физические системы описывают с помощью матмоделей операторов. Оператор Почти-Матье — очень красивый случай. Для него так красиво оказывается, что спектр — это фрактальное множество, очень сложное и самоподобное. Я изучаю геометрию спектра, то, как он устроен. Это красивая задача с очень глубокими математическими вопросами, которые имеют важные физические следствия».

Екатерина Щетка подтверждает, что молодые ученые начали видеть больше перспектив в том, чтобы остаться в Петербурге и развивать свои способности, не уезжая навсегда из России.

«Я действительно являюсь свидетелем этого процесса. Когда только начинала учиться в бакалавриате восемь лет назад, не видела перспектив, было невероятно страшно, думала, что нужно будет уезжать. Оставаться было тяжело, будущее выглядело неясным. Но потом я увидела, что Лаборатория Чебышёва — это топовое место в Петербурге. Более того, про нас уже многие знают в самых отдаленных регионах. Москвичи меня постоянно спрашивают: как там у вас в лаборатории, что новенького? Это сильное место, здесь много активностей, лекций, приглашенных ученых, разного типа курсов», — отметила она.