Акад. Николай Витанов е член на Академичния съвет на Софийския университет „Св. Климент Охридски“ от 2011 г. Заместник-декан (2011 – 2015) на Физическия факултет на Софийския университет и зам.-ректор на по научноизследователска и научна проектна дейност (2015 – 2023).
Основните му научни интереси са в областта на квантовите технологии. Специализирал е и е бил гост-професор в университети във Великобритания, Германия, Франция, Италия, Финландия и Дания.
Има над 260 публикации в реномирани списания с висок импакт-фактор с около 13 000 цитирания, с Хирш индекс – 56. В Станфордската класация на учените в света е поставен в топ 200 в област „Обща физика“. Ръководил е 10 проекта по Рамковите програми на Европейския съюз и 5 големи национални проекта.
– Акад. Витанов, коментирахте, че приносът в квантовите технологии на тазгодишните Нобелови лауреати по физика е пробив с огромно значение за бъдещето на тези технологии, което може изцяло да промени начина, по който работят компютрите. Докъде е стигнало разработването на квантовите компютри?
– Квантовите компютри са област, която възникна преди около трийсет години. През 1994 – 1995 г., когато първо Питър Шор показа, че има алгоритъм, който на квантов компютър би вървял по-бързо от класическа машина. А през 1995 г. австриецът Питър Цолър и испанецът Игнасио Сирак показаха, че има физична система, която може да реализира квантов компютър. Това бяха йони в йонни капани. След това се появиха предложения и за други физични реализации, започна активна работа.
В началото бяха стотина души в света, които се занимаваха с тези проучвания, а сега са близо 20 000. Но голямата промяна настъпи през 2016 г., когато АйБиЕм влезе в тази област. Те основаха научен отдел, който започна активна работа, направиха своите квантови процесори достъпни с облачен достъп. От моята група, която е от над 20 души, поне половината всеки ден работят на квантовите компютри на АйБиЕм с облачен достъп. Компанията, така да се каже, повлече крак и беше последвана от „Гугъл“, „Амазон“, „Майкрософт“, „Хъниуел“, „Фужицу“ в Япония, „Сименс“ в Германия, „Бош“, „Еърбъс“ и от много стартъпи.
В момента основното финансиране за изследванията в тази област минава през големите технологични гиганти. Но това не означава, че университетите трябва да „спят“. Все пак университетът осигурява фундаментално знание, което е в основата на тези технологии.
Факт е, че много хора преминаха от университетите в големите фирми. Разбира се, чисто по материални причини. Освен това и перспективите там са интересни – да създадат нещо голямо, като компютрите на бъдещето. Но в последните десет години наистина това промени целия ландшафт, в който работим, защото нещата станаха много по-приложни.
Преди това всичко се разглеждаше на фундаментално ниво. Все казвахме квантовите компютри ще дойдат след десет години и тази граница се отместваше непрекъснато.
Какво е състоянието в момента? Процесорите, които се предлагат с облачен достъп, са стандартно над сто кюбита. АйБиЕм има вече машина с повече от хиляда кюбита, като особено значимо беше изявление на компанията, че през 2029 г. ще имат напълно функционален квантов компютър, който рутинно ще работи и ще бие суперкомпютри в определени задачи, където те не се справят добре.
– Как квантовите компютри ще променят живота ни?
– Първоначалната мотивация за квантовите компютри беше водена от любопитство, от това, че Питър Шор предложи алгоритъм, който може да разбие класическите протоколи за кодиране на информация, и това доведе до голямо брожение и в тази област на класическата информатика за кодирането на информация. Те бързо създадоха т.нар. постквантова информатика, която поне засега е устойчива на квантови атаки.
Но математическото кодиране на информация, т.е. класическото кодиране, се базира на математични алгоритми и е само въпрос на време някой да намери алгоритъм, който на квантов компютър би разбил и новите алгоритми за кодиране. Но това е, така да се каже, хакерската страна.
Обещанията за способностите на квантовите компютри са много по-съществени. Очаква се нови лекарства да бъдат разработвани на квантови компютри, както и нови материали с неподозирани свойства. По отношение на лекарствата например се очаква голяма част от клиничните тестове да станат ненужни. Това е най-бавната фаза в разработването на едно лекарство – около 10 до 15 години. Клиничните тестове са и много скъпи, освен това и опасни в известна степен за хората или животните, на които се прилагат. А на квантовите машини се очаква това да става много по-безопасно, много по-бързо и с по-добър краен резултат. Има надежди и за създаването на нови алгоритми за електроразпределение. Оказва се, че и там класическите компютри невинаги се справят добре, защото виждаме сривове в електрическите мрежи по света, които могат да предизвикат огромни проблеми за обществата.
Създават се нови протоколи и в логистиката. Има прочута задача за пътуващия търговец. Как един търговец да обиколи n обекта, на които да достави стока? Кой е най-бързият път? Оказва се, че тази задача е бавна на класически компютър. Подобни логистични задачи биха проработили много добре, ако квантов компютър наистина бъде създаден.
Стряскащото в обявлението на АйБиЕм беше, че 2029 г. е много близо, при положение че преди мислехме с неясен хоризонт от десет години. Сега ясен хоризонт от след четири години е много интересно като новина и като перспектива. Така че бъдещето е пред нас. И е много интересно.
– Защо е стряскащо според Вас?
– Има много етични проблеми, които са свързани с квантовите компютри и с квантовите технологии. По същия начин, както има такива, свързани с изкуствения интелект и с третата голяма т.нар. трансформираща технология – синтетичната биология.
При квантовите технологии има етични проблеми, свързани с навлизане в личното пространство, когато дори и обикновено разкодиране на съобщенията не е приятно за никого, а често е и престъпление. Не е приятно за никого с квантова атака да бъдат разбити банковите му сметки или медицински регистри.
Необходимо е значително да се подобрят протоколите за киберсигурност, да бъдат направени устойчиви срещу такива атаки. Защото тези протоколи, в края на краищата, се свеждат до някакви пароли, грубо казано, кодирането на информация. А квантов компютър би могъл много по-бързо да намери на случаен принцип тази парола.
В областта на квантовите сензори – друга голяма и важна област, има съществена опасност от навлизане в личното пространство, тъй като едни свръхпрецизни сензори биха могли да ни дадат много информация. Дори се спекулира, че посредством шлем с квантови сензори ще може дори да се четат мисли. Макар това да изглежда като научна фантастика в момента.
Има и редица други проблеми, за някои от които в момента дори и не подозираме, но тепърва ще изникнат като потенциални заплахи – най-вече за сигурността и за личното пространство.
– Ние така мислехме и за изкуствения интелект преди повече от десет години…
– Изкуственият интелект всъщност е пряко свързван с квантовите технологии. Или има връзка и в двете посоки. Защото се предполага, че изчислителните процеси в бъдещето ще бъдат основани на три стълба – класически суперкомпютри, квантови компютри, на които ще се делегират бавните задачи от класическия суперкомпютър, и изкуствен интелект. И тези три стълба ще взаимодействат помежду си.
По отношение на изкуствения интелект, разбира се, той би могъл да бъде безценен помощник за конструиране на нови алгоритми за оптимизиране на работата на квантовите компютри. Но същото е вярно и в обратната посока. Квантовите компютри са много по-ефективни машини от класическите, като освен че са много по-бързи, харчат и много по-малко ток. А знаем, че консумацията на електричество е може би единствената преграда пред изкуствения интелект, като много от големите компании планират да строят ядрени централи, за да захранват машините, които осигуряват изкуствения интелект. Квантовите алгоритми биха намалили тази консумация на електричество много пъти. И от тази гледна точка да взаимодейства в обратна посока от квантовите технологии към изкуствения интелект.
Освен това изкуственият интелект изисква значими изчислителни ресурси. В тях са включени редица алгоритми за търсене. И точно търсенето е една от силните страни на квантовите компютри. Тоест те вероятно ще намалят разхода на енергия и ще направят по-бързи процесите на търсене.
Защото сега, да речем ChatGPT, връща отговор при дълбоко търсене за около минута или повече от минута. С квантовите компютри това ще става, както се казва, в реално време. Така че трите стълба на изчислителните ресурси на бъдещето са класическите суперкомпютри, които няма да изчезнат, квантовите компютри, които ще ги допълват. И тези неща, допълнени с изкуствен интелект, наистина ще ни дадат неподозирани изчислителни способности.
– Има ли промяна в съотношението 25% от публикуваните годишно статии на учени от Софийския университет да са във видими за света списания, като значителна част от научните публикации остават невидими за международната научна общност?
– Имаше тригодишна национална програма за допълнително материално стимулиране за научни публикации, която вече приключи. В момента анализираме резултатите, но може да се каже, че те са повече от добри.
Данните показват, че публикациите на българските висши училища за 2024 г., последната година от програмата, спрямо 2020 г., годината преди програмата, се повишиха с между 50 и 100 процента. Основният прираст се наблюдаваше в хуманитарните и социалните науки, където Вашето издателство също има съществен принос, давайки платформа на хуманитарните и на социалните науки да публикуват в индексирани списания.
За Софийския университет, където имам преки наблюдения, увеличението е около два пъти – 2024 г. спрямо 2020 г., като при хуманитарните и обществените науки е повече от два пъти, дори към три пъти. Изследователите в природните науки и преди публикуваха, но Програмата отвори потенциала на колегите им от хуманитарните и социалните науки и при тях наблюдаваме най-голям прираст.
Обсъждаме продължаване на тази програма, може би при завишени критерии. Обмисляме още коя е най-добрата стратегия, така че не просто да увеличим обема и броя на публикациите, а и тяхното качество и да ги насочим към по-високите квартили – Q1 и Q2. Мога убедено да заявя, че Програмата бе голям успех и смятаме да продължим по този път.
Освен това, наблюдението ми е, че има значително увеличаване на публикациите с отворен достъп – за държавата около половината публикациите са с отворен достъп, като желанието ни е да продължим в тази посока. Имаме договор с някои издателства, например с „Елзевир“. През периода на предишния ни договор с тях бяха осигурили триста публикации с отворен достъп в продължение на три години. Докато сега, при следващия договор, всъщност имаме неограничен брой публикации в списанията на „Елзевир“ на нашите изследователи. Стига техните статии да бъдат приети, те могат да публикуват неограничен брой публикации с отворен достъп.
Някои университети имат договори с най-важните издателства, където също имат подобен режим на свободно публикуване с отворен достъп.
– Отворената наука ли е пътят да представим на по-високо ниво българските изследвания?
– Това се отнася не само до българската наука, но и за световната. Естествено, всеки учен иска да има достъп до всяка публикация, до всяко списание във всяка една държава по света. Отворената наука е приоритет и на Европейския съюз. Има програми за отворена наука, нашето министерство също има такава програма.
Стимулираме висшите училища и научните организации да публикуват в списания с отворен достъп, като в редица проекти това е дори задължение за участниците. Отворената наука е бъдещето. Казвайки това, трябва да се спомене, че има и някои опасности при прекалено залитане в тази посока. Защото се появиха доста списания, които срещу заплащане публикуват всичко. Качеството на рецензирането на публикациите трябва да остане основен критерий. Има доста оплаквания от колеги от появата на подобни т.нар. хищнически списания.
Бил съм в ролята на рецензент на подобно списание и бях свидетел как статия с две отрицателни рецензии беше публикувана. Но независимо от такива отклонения, с които трябва да се борим, отворената наука е бъдещето и научните постижения трябва да са достъпни за всички.
– Как се отрази на научната работа в Софийския университет получаването на статут на изследователски?
– Отрази се изключително позитивно не само на Софийския университет, а и на всички останали 9 11 висши училища, които получиха този статут. За тях бяха предоставени близо 240 милиона лева по Плана за възстановяване и устойчивост.
Бяха обновени лаборатории, в по-голям мащаб бяха разгърнати изследователски проекти. Само в Софийския университет, доколкото си спомням, по тази програма бяха назначени около 250 млади учени. Картината е подобна, макар и в по-малки мащаби, и в останалите университети. Така че беше разгърната много сериозна научноизследователска дейност. Не по-малко важно е, че бяха назначени голям брой млади учени, които иначе вероятно щяха да отидат в индустрията, което не е лошо за държавата, но не е оптималният вариант за академична система.
Тези програми наистина помогнаха да се задържат много, много млади учени. Мисля, че в България може би над 1000 млади учени бяха задържани в академичната сфера. Отделно имаше 55 милиона лева, с които се финансираше Българската академия на науките, и там наблюденията са подобни.
Сега основният проблем е как да продължим да финансираме тези програми след лятото на 2026 г. Продължаваме да търсим подходящо решение на този проблем.
– Увеличава ли се броят на студентите във Вашата специалност?
– Наблюдаваме много интересен, много приятен феномен от пандемията насам – не само във физиката, във всички специалности се засили притокът на студенти. И нашето обяснение е, че по време на пандемията те бяха принудени да останат в България, и видяха, че у нас бакалавърската степен не е толкова лоша. Напротив, бих казал, че във водещите ни университети обучението в бакалавърската степен е сравнимо с европейските стандарти. Не е грешка да се остане в България, поне в началната фаза.
До 2018 г. във Физическия факултет на Софийския университет приемахме около 80 студенти на година. Тази година току-що приетите са повече от 180, което е повече от два пъти. Това е ново явление, което се наблюдава навсякъде.
Отделно Министерството на образованието и науката има политика за стимулиране на приемането в природните и в инженерните науки, плюс още няколко с хроничен недостиг на специалисти на пазара на труда. Таксите на студентите са нулеви, защото държавата ги заплаща на висшето училище вместо студентите. И тази материална компонента също не e без значение като една от политиките.
Събрани няколко от тези фактора – ефектът на пандемията плюс политиките на МОН, доведоха до увеличаване не само на броя на студентите, но и на потенциала на обучаващите се. При нас вече редовно остават да учат медалисти от международни олимпиади по природни науки, които преди пакетно отиваха в най-добрите британски и американски университети. Така че, има нотка за оптимизъм.
Освен това се обърна и миграцията – вече десет хиляди души повече миналата година са се върнали в България, отколкото са заминали. Същото се наблюдава при студентите. Допреди десетина години около 6000 ученици, и то от горната част на тези с високи образователни резултати, отиваха да учат в чужбина. За миналата година бяха само 3000. Това е положителна тенденция, разбира се. Ние бихме били особено доволни, ако този брой намалее още повече.
Така че нека студентите, поне в първоначалната бакалавърска степен изберат да останат в България. На 18 – 19 години е твърде рано да отидеш в чужбина, да се сблъскаш с всички неудобства на живота в друга държава, като при това не получиш повече, отколкото в най-добрите български университети.
Related articles:
Уважаеми читатели, в. „Аз-буки“ и научните списания на издателството може да закупите от НИОН "Аз-буки":
Address: София 1113, бул. “Цариградско шосе” № 125, бл. 5
Phone: 0700 18466
Е-mail: izdatelstvo.mon@azbuki.bg | azbuki@mon.bg
