Вычислительная физика и квантовые технологии: программа магистратуры

В фокусе обучения лежит освоение трёх ключевых направлений. Первое — это создание собственного программного обеспечения для суперкомпьютерных расчётов, позволяющего проводить сложнейшие численные эксперименты. Второе направление посвящено высокоуровневому программированию в среде специализированных пакетов для квантово-механического моделирования. Третье, самое инновационное, связано с миром квантовых вычислений: от разработки собственных алгоритмов и симуляторов до программирования реальных квантовых процессоров.

Таким образом, выпускник получает уникальное сочетание компетенций — это и понимание глубоких физических принципов, и владение инструментарием для их вычислительного исследования, и способность работать на переднем крае квантовых технологий.

Основные дисциплины:      

• Нейронные сети и генетические алгоритмы в современной статистической физике
• Квантовые алгоритмы
• Инсталляция, оптимизация, обновление и использование прикладных пакетов программ для квантово-механических расчетов
• Теория вероятности и статистическая физика
• Квантовая теория информации и квантовые коммуникации
• Нейроморфные вычисления и методы машинного обучения в теоретической физике
• Визуализация научных данных в физике конденсированного состояния в пакете Gnuplot и подготовка публикаций в системе LATEX
• Суперкомпьютерные расчеты физических систем и процессов
• Программирование квантовых компьютеров или симуляторов
• Программно-аппаратные комплексы для суперкомпьютерных расчетов
• Квантовая физика
• Квантовое машинное обучение
• Нейросетевые технологии в физике конденсированного состояния
• Физика конденсированного состояния
• Отдельные главы квантовой механики в приложениях к квантовым вычислениям
• Фотоника и оптоэлектроника.

Дисциплины по выбору:

• Машинное обучение в физике твердого тела
• Теория гравитации
• Языки асемблера для компьютеризации физических приборов
• Суперкомпьютерные расчеты физических систем и процессов
• Современные основы атомной и молекулярной спектроскопии
• Общая астрофизика
• Методы моделирования наноструктур и наноматериалов
• Математическое моделирование в современном материаловедении
• Пакеты прикладных программ для решения фундаментальных и прикладных физических задач
• Введение в квантовые алгоритмы и компьютеры
• Синтез и свойства наноструктурированных материалов
• Теория квантового материаловедения
• Исследование Земли из космоса, методы изучения окружающей среды
• Метод функционального интегрирования в квантовой теории
• Микромагнитное моделирование
• Нелинейные явления в природных системах
• Основы реляционных баз данных в применении к решению физических задач
• Квантовая теория поля
• Архитектура и операционные системы вычислительных устройств используемых в физике
• Основы квантовых вычислений
• Облачные технологии в теоретической и и прикладной физике
• Колебания и волны
• Процессы на поверхности раздела фаз
• Введение в теорию квантовых измерений
• Программируемые микроконтроллеры физических приборов
• Теория фазовых переходов
• Фазовые превращения в металлах и сплавах
• Позитронная аннигиляционная спектроскопия в исследовании материалов
• Сопряжение научно-исследовательского оборудования с компьютером
• Введение в теорию квантовой криптографии
• Введение в квантовую теорию информации
• Большие данные в статистической физике
• Системы компьютерной математики для физиков
• Геометрические начала современной физики
• Научно-исследовательский интернет вещей
• Магнетизм и магнитные фазовые переходы в наноструктурированных и аморфных материалах
• Компьютерные технологии в картографии: программное обеспечение, базы данных
• Теория открытых квантовых систем, квантовая теория релаксации
• Геоинформационные системы в геофизике и геологии
• Квантовая теория твердых тел
• Параллельная алгоритмизация и алгоритмы статистической физики
• Методика проведения численных экспериментов
• Статистические методы обработки информации в физике
• Модели беспорядка и физика неупорядоченных систем
• Системы подготовки научных публикаций LaTeX и gnuplot
• Параллельное программирование для решения физических задач
• Методы обработки данных и IT технологии автоматизации физических экспериментов
• Многопоточное программирование для решения физических задач.