Завершение праздника науки, проходившего в рамках мероприятий «Академическая наука Казани в год 300-летия РАН», состоялось в воскресенье, 18 февраля 2024 года в Национальной библиотеке Республики Татарстан.
Мероприятия, организованные Федеральным исследовательским центром «Казанский научный центр РАН», были проведены при финансовой поддержке ПАО «Татнефть».
Открыла форум Н.В. Тендюк — младший научный сотрудник Лаборатории инфекционных заболеваний растений Казанского института биохимии и биофизики ФИЦ КазНЦ РАН, лекцией на тему: «Иммунитет растений и их устойчивость к патогенам».
Наталья Владимировна Тендюк – м.н.с. Лаборатории инфекционных заболеваний растений КИББ
Наталья Владимировна — очень стремительно по темпу и ярко по форме, представила слушателям взаимоотношения растений и патогенов как историю любви и ненависти, а соотношение факторов устойчивости и факторов вирулентности растений как своего рода гонку вооружений, озадачив всех вопросом: всегда ли растению выгодно убивать паразита или лучше «договориться»?
Возбудители инфекционных заболеваний – это грибы, бактерии, вирусы, паразитические животные и паразитические растения. Так как же патоген колонизирует растение и что растение может ему противопоставлять?
Н.В. Тендюк рассмотрела взаимоотношения растений и патогенов на примере бактерий, отметив важность проблемы – бактериозы могут уносить до 90% урожая в сельском хозяйстве.
Вопросов к докладчику было много: о причинах появления «дружественных» бактерий на поверхности растений – скорее всего это как раз тот случай, когда растение и патоген сумели «договориться»; о защитной системе растений и стратегии нападения бактерий – подход индивидуален, универсальной стратегии может и не быть; о формировании иммунитета за счет полезных микроорганизмов и актуальной для Татарстана проблеме снежной плесени.
Второй доклад на тему: «Биодеградация, или микробное сообщество, в решении экологических проблем» сделал Антон Зуфарович Миндубаев, к.х.н., н.с. ФИЦ КазНЦ РАН.
Докладчик – Антон Зуфарович Миндубаев, к х.н., с.н.с. ФИЦ КазНЦ РАН, и модератор форума – Артемий Геннадьевич Шмелев, к.ф.-м.н., с.н.с. КФТИ им. Е.К. Завойского
Вопрос докладчику А.З. Миндубаеву задает Н.В. Тендюк.
А.З. Миндубаев – известный популяризатор химической науки, эту свою лекцию начал с определения биодеградации – что это такое и какую роль данное явление играет в жизни человека?
Мир охвачен экологическим кризисом, который во многом обусловлен накоплением полютантов, большинство из которых являются ксенобиотиками. Последние не встречаются в природе, а являются продуктами жизнедеятельности деятельности человека, прежде всего его химической промышленности.
В современном мире до сих пор не решена проблема мусорных полигонов, свалки поглощают под собой города и земли сельхозугодий. Основу свалок составляют полимеры, пластики — типичные полютанты, т.е. вещества, созданные человеком.
Однако большинство загрязнителей окружающей среды составляют продукты переработки угля, нефти, природного газа, которые в свою очередь являются продуктами переработки живых организмов в недрах земли. Поэтому, поскольку элементный состав большинства полютантов такой же, как и у живых организмов, то существует возможность вернуть эти элементы в природный кругооборот. Как подтверждение — свалка далеко не безжизненна, на ней обитает множество микроорганизмов, которые в процессе эволюции приобретают способность утилизировать полютанты и ими питаться.
Использование специализированных культур микробов для очищения окружающей среды от полютантов и носит название биодеградация. Метод обезвреживания токсичных веществ микроорганизмами (деструкторами) широко применяется сегодня на практике — биодеградация нефтепродуктов и полимеров, пестицидов и искусственных красителей, отходов предприятий химической промышленности и мест заиливания, боевых отравляющих веществ и продуктов их обезвреживания.
Вопросов к докладчику было много – от выяснения, как быстро микроорганизмы могут съесть пластиковую бутылку до способов биодеградации белого фосфора и как патентуются искусственно созданные штаммы. Для кого-то обходить патенты – обыденная практика…
Завершающим аккордом в гамме великолепных выступлений 15-18 февраля в рамках мероприятий «Академическая наука Казани в год 300-летия РАН», организованных ФИЦ КазНЦ РАН, стала лекция Алексея Алексеевича Калачева — д.ф.-м.н., профессора РАН, члена-корреспондента РАН, директора ФИЦ КазНЦ РАН, на тему: «Спасти кота Шредингера. О квантовом интернете и не только», в которой были затронуты очень сложные вопросы и в научно-популярной форме изложена их суть.
Поприветствовав всех присутствующих в конференц-зале Национальной библиотеки РТ, А.А. Калачев поблагодарил всех, кто пришел послушать лекции ученых Казанского научного центра и тех, кто остался на последний доклад, и предложил поговорить о квантовом интернете.
«Тема квантового интернета – очень горячая. Здесь следует выделить три основных направления, по которым развивается квантовая технология – квантовые вычисления, квантовые коммуникации и квантовая метрология», — начал Алексей Алексеевич Калачев.
Направление «Квантовые вычисления» включает в себя создание квантовых компьютеров, с другим уровнем вычислительных возможностей в достижении целей, недостижимых при помощи даже суперкомпьютеров, построенных на классических принципах. И это очень востребованная задача для моделирования сложных систем, создания новых материалов, лекарств, обработки больших баз данных, например для предсказания катаклизмов и решения других сложных задач, для которых требуются именно квантовые вычисления.
В области квантовых коммуникаций речь идет больше о криптографии, т.е. о защите информации. Здесь предлагаются методы шифрования, методы генерации ключей для шифрования, которые обеспечивают высокую степень безопасности, гарантированную квантовой механикой.
Разработка квантовых сенсоров, обеспечивающих точность измерения, намного превышающую точность, достижимую при использовании современных методов. Это важно для навигации, мониторинга окружающей среды, астрономических наблюдений, измерения гравитационного поля и предсказания природных катаклизмов.
Сегодня есть прогресс по каждому из этих направлений, и уже существуют устройства, которые можно даже купить.
Квантовая запутанность, «слепые» квантовые вычисления, квантовая телепортация, источник запутанных фотонов на основе спонтанного параметрического рассеяния – вот понятия, представленные А.А. Калачевым в своем докладе.
Так что же дает квантовый интернет с точки зрения развития квантовой технологии?
Во-первых, передача квантовых состояний на большие расстояния позволит соединять между собой квантовые компьютеры и реализовывать распределенные квантовые вычисления. Это очень интересно и перспективно.
Второе. Можно обеспечить защищенный доступ к квантовому компьютеру, используя квантовые методы передачи информации. Что это значит? Вы можете выполнять вычисления на квантовом компьютере, но квантовый компьютер не будет знать, что вы делаете. Так называемые «слепые» квантовые вычисления.
Третье. Передавать, распределять квантовые ключи на большие расстояния, используя эффекты телепортации и тем самым обеспечить безопасность всему квантовому интернету.
Алексей Алексеевич Калачев также рассказал сложности создания квантового интернета и с чем это связано, и ответил на многочисленные вопросы слушателей.
***
В заключение хочется добавить, что ученые Казанского научного центра РАН готовы рассказывать о своих научных исследованиях в популярной форме и дальше. Серия научно-популярных лекций на темы, которые близки многим, будет подготовлена и представлена вниманию широкой аудитории в этом году. Соответствующая информация будет размещена на сайте ФИЦ КазНЦ РАН в разделе «Анонс».
Приглашаем на наши встречи всех, кто хочет знать больше о научных исследованиях российских ученых в области физики, химии, биологии, медицины и сельскохозяйственных наук, услышать о разработках, которые помогут сохранить здоровье и сделать нашу жизнь более безопасной и комфортной!
Пресс-центр ФИЦ КазНЦ РАН