Обзор успехов, которых достигли в 2022 году российские математики, работающие в рамках национального проекта «Наука и университеты» в четырех математических центрах мирового уровня (МЦМУ) и одиннадцати региональных научно-образовательных математических центрах (НОМЦ), представила 16 января пресс-служба Минобрнауки.

Математики России, отмечено в обзоре, работают над совершенствованием вычислительных методов, создают новые матмодели и алгоритмы, с помощью которых решаются задачи в самых различных прикладных областях — от космоса до химической промышленности.

В том числе в рамках нацпроекта в 2022 году решались задачи по повышению скорости и объема передачи данных, которые востребованы в области квантовой криптографии, квантовых коммуникациях и интернете вещей.

Так, исследователями из Санкт-Петербургского международного математического института им. Леонарда Эйлера получены новые теоретические результаты, которые позволят увеличить точность передачи данных, или же, при реализации заданной точности, уменьшить объем необходимой информации. Эти исследования позволят увеличить скорость передачи информации.

Большую стойкость отечественным системам квантовой криптографии, которая сейчас развивается как практическая коммерческая технология, обеспечит использование результатов исследований, проведенных МЦМУ «Математический институт им. В. А. Стеклова РАН».

Ученые института разработали принципиально новые математические методы оценки скорости генерации секретного ключа в квантовой криптографии. Они позволяют проанализировать самые сложные случаи для реальных (а не идеальных) характеристик оборудования, которые раннее не могли быть оценены.

Руководитель проекта, ведущий научный сотрудник Математического института Антон Трушечкин сообщил, что «в дальнейших планах у коллектива — создать единую математическую модель, которая бы учитывала разные виды несовершенства оборудования, а также оценить скорость генерации секретного ключа для этой модели».

Математический центр Академгородка в Новосибирске в 2022 году разработал экспериментальный образец программного обеспечения для распылительных устройств различного назначения. Новое ПО обрабатывает теневые изображения газокапельного течения и может использоваться при анализе спрейных систем в энергетике, медицине и химической промышленности.

Завлабораторией прикладных цифровых технологий Математического центра Рустам Мулляджанов рассказал, что «в данный момент команда занимается усовершенствованием текущего решения, а также разработкой новых модулей. Результаты работы представляют высокую ценность с точки зрения развития современных высокопроизводительных методов анализа изображений. Использовать их можно при создании методов и инструментов для оптических исследований в области механики жидкости и газа и в инженерных приложениях».

Как управлять движением спутников в групповом полете, придумали исследователи Московского центра фундаментальной и прикладной математики. Выполненные ими математические расчеты позволят космическим аппаратам принимать в пространстве необходимую конфигурацию, например, образовать заданную фигуру или слово.

Завотделом, главный научный сотрудник Института прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН Михаил Овчинников пояснил, в чем состоит актуальность решаемой ими задачи:

«С одной стороны, нам нужно строить управление в условиях дефицита измерительной информации и ограничений по управлению. С другой — необходимо обеспечивать требуемые параметры движения зачастую в реальном масштабе времени, и особенности, диктуемые такими системами, принимаются во внимание при проведении исследования».

Для решения таких задач классические методы желаемого результата не дают, поэтому ученым пришлось разрабатывать новые подходы или адаптировать существующие.

МЦМУ активно взаимодействует с научно-образовательными математическими центрами (НОМЦ) по созданию единой среды, которая объединяет систему высшего, общего и дополнительного образования и математическую науку на всей траектории обучения: школа — университет — аспирантура — первые шаги в научной карьере.

Только в 2022 году в 253 мероприятиях, организованных сетью НОМЦ, приняли участие почти 50 тыс. школьников, студентов, магистрантов и аспирантов.

НОМЦ также активно проводят научные конференции, семинары, мастер-классы, съезды и конгрессы. В 2022 году на них присутствовали 3,5 тыс. российских и зарубежных ученых.