Учні Львова та області вчилися працювати на квантових комп’ютерах у Літній школі «Квантове програмування для школярів». Захід відбувався у Львівському університеті у останній тиждень червня та був організований Львівською обласною малою академією наук учнівської молоді спільно з фізичним факультетом Університету.
Школа об’єднала дітей 8-11 класів, зацікавлених в квантових комп’ютерах та їхніх суперможливостях, які насправді вражають: вже сьогодні розв’язано спеціальні задачі за допомогою квантових обчислень у сотні мільйонів разів швидше ніж на найпотужніших звичних для нас класичних комп’ютерах. Природа світу на мікромасштабах дозволяє говорити про квантовий паралелізм (опрацювання за допомогою квантових технологій великої кількості інформації одночасно), квантову перевагу (виконання на квантових комп’ютерах задач швидше ніж на класичних).
Квантові технології дуже швидко розвиваються. Варто зауважити, що збільшення кількості квантових бітів веде до експонентного зростання їхніх можливостей. Для прикладу, найбільший на сьогодні квантовий комп’ютер компанії IBM ibm-seattle є 433-кубітним. Щоб його змоделювати за допомогою класичного пристрою, потрібно класичні біти, а це 130-ти значне число! Вже у 2025 році у IBM заплановано створення 4158 квантового процесора. Очікується, що перевага квантового програмування над класичним буде не тільки у вирішенні спеціальних проблем, а й у розв’язанні найрізноманітніших фундаментальних та прикладних задач, зокрема проблем кібербезпеки, економіки, медицини, логістичних питань, тощо.
На початку Школи відбулася урочиста зустріч учнів та керівництва Університету, Львівської МАН, представників Львівської міської ради та ІТ-компаній, яка проводилася у читальному залі Наукової бібліотеки. Весь тиждень учні слухали лекції викладачів освітньої програми «Квантові комп’ютери та квантове програмування» фізичного факультету Університету. За допомогою простих понять, алегорій, порівнянь, демонстрацій та у формі гри викладачі та студенти фізичного факультету знайомили учнів з постулатами квантової механіками, принципами квантових обчислень, квантових комунікацій (квантовою телепортацією, квантовою криптографією). Також школярі познайомилися з найновішими науковими результатами, оригінальними квантовими алгоритмами, розробленими у Львівському університеті на кафедрі теоретичної фізики імені професора Івана Вакарчука. Йшлося, зокрема, про алгоритми для визначення властивостей графів на квантових комп’ютерах, квантові протоколи для знаходження енергетичних рівнів фізичних систем та їхнє практичне застосування для розв’язання оптимізаційних задач. Поряд із основними поняттями квантової інформації, учні почули про мистецтво, створене за допомогою квантових технологій, квантову музику.
Окрім лекційного матеріалу, під час практичних та лабораторних робіт школярі отримали практичні навички з основ класичного програмування (Python) та квантового програмування на квантових комп’ютерах компанії IBM. Під час всієї Літньої школи на фізичному факультеті панувала атмосфера цікавості, допитливості та захоплення. Школярі проявляли велике бажання зрозуміти квантовий світ та особливості квантового програмування, навчитися нового.
На завершення заходу діти представляли свої проєкти. Учні навчилися створювати квантові протоколи для знаходження невідомого числа. А також спробували себе у ролі митців, створивши квантові вишиванки, картини й музику. В аудиторіях факультету лунали звуки фортепіано, бандури, скрипки та органу. Учасники школи були щасливі! Про це свідчили їхні радісні очі та гарні відгуки про захід.
«Мені хотілося ще раз безмежно подякувати за цю Літню школу! Було надзвичайно цікаво, насичено, пізнавально, весело й атмосферно! До цієї школи я майже взагалі не мала уявлення про квантову механіку, а тим паче про квантове програмування… А за цей тиждень у Літній школі Ви зуміли зробити так, що слово «квантовий» не просто перестало мене лякати, а навпаки – неймовірно зацікавило далі й далі досліджувати цей мікроскопічний світ – такий незвичайний і в чомусь незрозумілий для нас, людей. Нам настільки просто і ясно все пояснили, що починаєш відчувати себе справжнім спеціалістом у цій галузі. Також було дуже крутим досвідом спробувати створення програм на симуляторі. І я думаю, я ще не раз там побавлюся (усміхається). Ну звісно, намагатимусь не просто переставляти блочки, а розібратись у їхній суті, бо, повторюсь, усе це таке надзвичайно цікаве і в чомусь фантастичне, що хочеться усе більше і більше заглиблюватись у це! Тому я ще раз нескінченно дякую усім причетним за цей пречудовий і нереально класний тиждень, за набуті знання, за неймовірно добру і позитивну атмосферу, і за мотивацію пізнавати більше-більше про цей квантовий світ!», – розповідає учениця Орина Шрамко
«Квантове програмування захопливе, і на Літній школі ми мали змогу познайомитися з ним та зрозуміти його глибше. Завдяки хорошим викладачам і цікавій програмі, я отримав класний досвід, дізнався багато нового і цікавого для мене. І в майбутньому продовжу вивчати квантове програмування. Ще раз дякую за Літню школу. Було цікаво і захопливо!» – ділиться враженнями Юрій Сенюра
Натомість Вероніка Щербань залишила такий відгук про тижневе навчання: «Ця Літня школа подарувала мені неймовірні враження, нові знання і знайомства. Викладачі проводили дуже цікаві уроки і цим вони мотивували нас і надалі збагачувати свої знання у сфері квантового програмування. Я рада, що потрапила саме в цю школу і провела такий незабутній тиждень!»
Приємно нагадати, що у Львівському університеті вже три роки діє перша в Україні бакалаврська освітня програма «Квантові комп’ютери та квантове програмування» (спеціальність 104 «Фізика та астрономія», фізичний факультет). Навчаючись на ній, студенти мають можливість пізнати квантовий світ та здобути глибокі знання з квантової інформації та квантових обчислень.
