В России прогнозируется дефицит специалистов по опто-информационным системам и технологиям, важному направлению, обеспечивающему развитие высокотехнологичной отрасли. Этот дефицит добавится к уже существующим кадровым пробелам в хайтеках страны. Опто-информационные технологии, основанные на передаче и обработке информации с помощью света, становятся ключевыми для повышения пропускной способности коммуникационных каналов и усиления их криптографической защиты.
Опто-электронные технологии давно проникли в повседневную жизнь: оптоволоконные линии связи, дисплеи мобильных устройств и защитные голограммы на банковских картах — привычные примеры. Однако нынешний этап развития этих технологий требует новых решений, поскольку цифровые методы криптографии утрачивают свою эффективность. «Цифровые методы криптографии сейчас уже либо неэффективны, либо они перестанут быть эффективными в ближайшем будущем», — констатирует старший преподаватель кафедры лазерной физики НИЯУ МИФИ, кандидат физико-математических наук Анна Шифрина.
Пределы возможностей традиционной электроники близки к исчерпанию, что открывает путь гибридным системам, сочетающим оптику и цифровые технологии. Это означает, что перед инженерами и учёными стоит задача разработки не только новых информационных методов, но и аппаратных решений — «железа», которое сможет работать одновременно с цифровыми и оптическими сигналами. Также необходимо создавать элементную базу для таких устройств. По словам Анны Шифриной, «информационная оптика — это направление науки, которое во многом работает на перспективу. Наша задача не только придумать то, что уже можно сделать здесь и сейчас, а шагнуть дальше, туда, куда не может пойти традиционная электроника».
На сегодняшний день в России подготовка специалистов в этой сфере ведётся в нескольких вузах — Национальном исследовательском университете ИТМО в Санкт-Петербурге, Томском государственном университете систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР), Сибирском государственном университете геосистем и технологий, а также в НИЯУ МИФИ в Москве. Несмотря на перспективность, данные образовательные программы пока не пользуются большой популярностью. Отчасти это связано с недостаточной осведомлённостью общественности о значимости оптических технологий, отчасти — с высоким порогом входа: магистратуры в данной области ориентированы на студентов с прочной подготовкой в физике, математике, оптике и компьютерных науках.
Одним из новых центров подготовки специалистов стала магистратура «Фотоника и информационная оптика» Института лазерных и плазменных технологий НИЯУ МИФИ. Здесь выпускники технических вузов изучают физическую оптику, фотонику, методы оптической обработки информации, программирование в специализированных средах, а также проектирование оптических систем и приборов. Специалисты, подготовленные в таких программах, занимаются разработкой оптических систем, созданием элементной базы и написанием соответствующего программного обеспечения. Их профессиональная деятельность охватывает IT-компании, предприятия радиофотонной отрасли и оптоволоконной связи, а также научно-исследовательские организации.
В НИЯУ МИФИ действует лаборатория фотоники и информационной оптики, где студенты проходят практику и занимаются экспериментальными исследованиями в области голографии, систем регистрации данных, оптической криптографии и новых направлений, таких как оптические нейронные сети — новейшая тенденция в научных исследованиях.
Анна Шифрина отмечает, что информационная оптика в определённой степени конкурирует с квантовыми технологиями и квантовой криптографией. Однако, она подчёркивает, что речь не идёт о прямой «борьбе» между этими направлениями. По её мнению, наиболее интересные результаты и инновации появляются именно на пересечении различных технологических платформ, даже если они направлены на решение одних и тех же задач.
Перед российским хайтеком стоит задача не только преодолеть кадровый дефицит в сфере опто-информационных технологий, но и обеспечить технологический прорыв, используя потенциал света для обработки и защиты информации, который выходит за рамки возможностей традиционной электроники.
Источник:МИФИ