Инженерная школа МГУ имени М.В.Ломоносова

Квантовые технологии для формирования информационной среды в сфере прогнозирования безопасности и здоровья человека

Цифровое проектирование биохимических систем
Проект разработает программные комплексы для квантового моделирования молекулярных процессов и оптических свойств биосистем, а также прогнозирования климатических изменений. Будут созданы новые оптические покрытия для энергосбережения.

Компания партнер:
РТ-ТЕХПРИЕМКА АО

Объем финансирования: 35,7 млн.р 

Исполнители: 

Исполнитель Аслоповский Владислав Романович
Исполнитель Безруков Дмитрий Сергеевич
Исполнитель Белецан Олег Богданович
Исполнитель Бойченко Антон Николаевич
Исполнитель Боченков Владимир Евгеньевич
РуководительБоченкова Анастасия Владимировна
Исполнитель Волдаева Ольга Николаевна
Исполнитель Исаев Тимур Анриевич
Исполнитель Казаков Константин Вячеславович
РуководительКалмыков Степан Николаевич
Исполнитель Конончук Денис Валерьевич
Исполнитель Кусочек Павел Александрович
Исполнитель Финенко Артем Андреевич
Исполнитель Фирсов Денис Аркадьевич
Исполнитель Чистиков Даниил Николаевич
Исполнитель Щербинин Андрей Владимирович

Область технологического развития Российской Федерации

Связь с Приоритетами СНТР20а Цифровые технологии, искусственный интеллект, новые материалы
Приоритетное направление развития науки, технологий и техники РФНауки о жизни

Краткое описание

В рамках реализации проекта планируется разработка и выполнение прорывных исследований по направлениям, входящим в Стратегию НТР РФ в области перехода к передовым цифровым и квантовым технологиям. В проекте будет создан программный комплекс для высокоточного квантового моделирования динамики сложных молекулярных процессов в сочетании с методами искусственного интеллекта. Моделирование молекулярных процессов в биосистемах и атмосфере Земли важно для создания информационной среды в сфере прогнозирования безопасности и здоровья человека. На основе разрабатываемой в проекте теории поглощения квантового света будет создан программный комплекс для моделирования нелинейных оптических свойств фоточувствительных молекулярных систем, в том числе при поглощении коррелированных пар фотонов. Результаты проекта имеют принципиально важное значение для разработки квантовых оптических технологий визуализации живых систем и создания принципиально новых технологий спектрального анализа. 

Перечень высокотехнологичных продуктов

Программное обеспечение для моделирования динамики сложных молекулярных процессов

Создание нового ПО для исследования динамики сложных молекулярных процессов, в том числе сверхбыстрой фотоиндуцированной динамики, с применением высокоточных неэмпирических методов квантовой химии в сочетании с методами искусственного интеллекта. Разрабатываемое ПО направлено на моделирование биосистем с заданными свойствами. Планируется также формирование базы данных, обеспечивающей систематизацию и хранение результатов исследования, а также хранение справочной информации. Данное ПО будет включено в реестр российского ПО и будет использовано в образовательной деятельности ПИШ. Моделирование с помощью данного ПО позволит ускорить разработку и внедрение различных молекулярных инструментов для биотехнологических и биомедицинских приложений, включая оптогенетику.

Программное обеспечение для моделирования линейных и нелинейных оптических свойств молекулярных систем

Разработка ПО для расчета линейных и нелинейных оптических свойств молекулярных систем, в том числе светочувствительных биосистем. Разрабатываемое ПО направлено на расчет сечений поглощения, моделирование электронно-колебательных спектров и спектров действия при линейном однофотонном и нелинейном многофотонном возбуждении. Данное ПО также позволит разработать принципиально новые технологии спектрального анализа, в том числе при поглощении коррелированных пар фотонов. Данное ПО будет включено в реестр российского ПО и будет использовано в образовательной деятельности ПИШ. Моделирование с помощью данного ПО позволит ускорить разработку и внедрение новых оптических технологий визуализации и мониторинга состояния живых систем и разработки высокоэффективных фоточувствительных биосенсоров.

Программное обеспечение для математического и имитационного прогнозирования климатических процессов на основе алгоритмов машинного обучения

Разработка ПО для математического и имитационного прогнозирования климатических процессов на основе алгоритмов машинного обучения. Разрабатываемое ПО позволит моделировать молекулярные процессы в атмосфере Земли для прогнозирования состояния обеспечения безопасности полетов и прогнозирования климатических последствий изменения газового состава атмосферы. Данное ПО будет включено в реестр российского ПО и будет использовано в образовательной деятельности ПИШ.

Методика по созданию оптического покрытия с заданными радиационными свойствами в определенном диапазоне длин волн электромагнитного излучения для устройств в сфере энергосбережения

Методика по созданию оптического покрытия с заданными радиационными свойствами в определенном диапазоне длин волн электромагнитного излучения для устройств в сфере энергосбережения. На изобретение будет получена патентная защита. Результат будет включать в себя описание принципа действия метаматериала и данные о его структуре: материал, форма, размеры мета-атомов, их взаимное расположение и расстояние между элементами, а также результаты численного моделирования, содержащие спектральные и другие характеристикиматериала, определяющие необходимый набор его функциональных свойств.

Квантовые технологии для формирования информационной среды в сфере прогнозирования безопасности и здоровья человека