Реалізація проєкту OptiQ
OptiQ — це не просто науковий проєкт, а платформа для впровадження інновацій, які можуть кардинально змінити майбутнє обробки даних, комунікацій та квантових обчислень.
Ключовими напрямами досліджень є :
- Використання заплутаних фотонів для безпечної квантової комунікації;
- Розробка алгоритмів машинного навчання для аналізу квантових станів;
- Симуляція квантових оптичних схем для тестування нових технологій;
- Вивчення методів нелінійної оптики та їхнього застосування у квантових системах.
12 серпня 2024 року професор кафедри прикладної математики Дмитро Бабець розпочав дослідження у Politechnika Śląska (Польща), які сприяли розвитку квантових обчислень та комунікацій, що стали стартом реалізації проєкту OptiQ.
2 вересня 2024 року до команди дослідників НТУ «Дніпровська політехніка» приєдналися: Сергій Алексєєнко, професор кафедри технологій машинобудування та матеріалознавства та Марина Кириченко, старший викладач кафедри електроенергетики. Разом вони продовжили працювати над досягненням наукових і технічних результатів, які сприятимуть розвитку квантових обчислень і комунікацій.
9 вересня 2024 року дослідницьку групу поповнив Андрій Колб, доцент кафедри електротехніки. Разом із професором кафедри технологій машинобудування та матеріалознавства Сергієм Алексєєнко, професором кафедри прикладної математики Дмитром Бабцем та старшим викладачем кафедри електроенергетики Мариною Кириченко, вони продовжили роботу в межах проєкту OptiQ, де основним фокусом команди було дослідження процесів генерації заплутаних пар фотонів на обладнанні лабораторій Politechnika Śląska (координатор проєкту).
Експерименти проводилися у співпраці з польськими колегами — професором Zbigniew Opilski та доктором Kamil Wereszczynski.
26 вересня 2024 року відбувся Mid-Term Evaluation Meeting в рамках проєкту OptiQ. Професор Дмитро Бабець, як науковий керівник WP1 («Дослідження квантової комунікації та обчислень із використанням заплутаних фотонів»), представив результати роботи команди.
Вчені прозвітували про досягнення в розробці та адаптації алгоритмів машинного навчання для виявлення фотонів, їх кореляції та підвищення точності вимірювань.
З 30 вересня 2024 року новий член команди, доцент кафедри програмного забезпечення комп'ютерних систем, Сергій Приходченко займався розробкою візуалізації віртуального робочого місця дослідника фотонів з квантовою заплутаністю та працював над покращенням функціональності наявних віртуальних приладів на віртуальному AR-столі.
До існуючих дослідників НТУ "Дніпровська політехніка" приєдналась нова команда кафедри інформаційних технологій та комп'ютерної інженерії, а саме:
- Володимир Гнатушенко — завідувач кафедри інформаційних технологій та компʼютерної інженерії;
- Тетяна Булана — доцент кафедри інформаційних технологій та компʼютерної інженерії;
- Віта Каштан — доцент кафедри інформаційних технологій та компʼютерної інженерії.
У той самий час дослідження в рамках проєкту продовжив Сергій Алексєєнко, зосередившись над розробкою візуалізації віртуального робочого місця дослідника фотонів з квантовою заплутаністю.
У 2025 році до команди приєдналися:
✔ Юрій Бучавий, доцент кафедри екології та технологій захисту навколишнього середовища;
✔ Артем Ширін, доцент кафедри програмного забезпечення комп’ютерних систем;
✔ Богдан Молодець, доцент кафедри інформаційних технологій та комп’ютерної інженерії, який працює над створенням симулятора квантових оптичних схем та впровадженням проєкту на віддаленому сервері.
Команда наших науковців у проєкті OptiQ зростає!
У березні 2025 року до команди від НТУ "Дніпровська політехніка" приєднались Юрій Бучавий, доцент Кафедра екології та технологій захисту навколишнього середовища та Артем Ширін, доцент кафедри програмного забезпечення комп'ютерних систем.
16 квітня команда НТУ "Дніпровська політехніка" провела серію семінарів для учасників та учасниць проєкту. Під час семінару учасниеи ознайомилися з ключовими концепціями проєкту та прогресом у його реалізації, пройшли інструктаж із безпеки, обговорили особливості роботи з програмним забезпеченням і технічними інструментами, що використовуватимуться в дослідницькій діяльності.
21 березня на кафедрі прикладної математики відбулася цікава та важлива подія! Мали честь приймати відкриту лекцію-семінар "Differential geometry nature of classifiers". Наш гість, Dr. Kamil Wereszczyński з Politechnika Śląska (Польща), поділився унікальним поглядом на класифікатори як тензорні поля на многовиді. Цей підхід не лише звучить круто, а й відкриває нові горизонти для геометричної інтерпретації ймовірнісної класифікації та адаптивного аналізу даних. Уявіть: складні системи майбутнього стають ближчими завдяки математиці!
24 квітня команда продовжує активну роботу в межах проєкту «Нестандартна обробка даних і зображень — від нелінійної оптики до квантових обчислень» (OptiQ). Наразі Андрій Колб, доцент кафедри електротехніки, Богдан Молодець, доцент кафедри інформаційних технологій та комп'ютерної інженерії, та Марина Кириченко, старший викладач кафедри електроенергетики, разом працюють над інноваційним підходом до точного виявлення фотонів без дорогого обладнання — це дозволяє використовувати прості детектори та зменшити витрати Дослідники #dniprotech створюють програмні рішення та API для обробки даних у реальному часі, розробляють схеми та діаграми, щоб спростити подальшу розробку. Паралельно тестують надійність, вдосконалюють код і готують систему до впровадження в більші інформаційні платформи.
8 травня команда дослідників продовжує дослідження на базі Politechnika Śląska. Наразі до роботи залучені троє науковців: Володимир Гнатушенко — завідувач кафедри інформаційних технологій та комп'ютерної інженерії, Дмитро Бабець — професор кафедри прикладної математики, Віта Каштан — доцент кафедри інформаційних технологій та комп'ютерної інженерії. Дослідники вивчають, як методи машинного навчання можуть працювати в умовах квантових обчислень — адаптують сучасні алгоритми до середовищ, де звичні цифрові правила більше не діють.
6 червня до проведення досліджень на базі Politechnika Śląska приєдналися ще двоє представників нашого університету — Олена Сдвижкова, завідувачка кафедри прикладної математики, та Микита Дмитрієв, доцент кафедри фізики. Разом із Артемом Ширіним, доцентом кафедри програмного забезпечення комп'ютерних систем, вони працюють над дослідженнями в галузі нелінійної квантової оптики, що відкриває нові можливості для обробки зображень, інформаційної безпеки та квантових обчислень.
20 червня до команди НТУ "Дніпровська політехніка" у Ґлівіце приєдналася Лариса Колісник — академічна координаторка проєкту OptiQ, завідувачка відділу аспірантури і докторантури, доцентка кафедри історії та політичної теорії. Разом з Оленою Сдвижковою, завідувачкою кафедри прикладної математики, та Микитою Дмитрієвим, доцентом кафедри фізики, вона бере участь у дослідженнях на базі Politechnika Śląska. Робота науковців охоплює актуальні питання квантової оптики, обробки зображень та інформаційної безпеки.
15-18 липня 2025 року в м. Спліт (Хорватія) відбулася 11-та Міжнародна конференція з управління, прийняття рішень та інформаційних технологій — CoDIT 2025. Цей захід вже котрий рік поспіль є однією з ключових платформ для обміну науковими ідеями та досягненнями у сферах управління, оптимізації, ІТ та комп’ютерних наук Особлива увага — спеціальній секції «OptiQ — from (Nonlinear) Optics to Quantum Computing, Simulation, Visualization and Image Processing: on Earth and in Space», що проводилася в межах міжнародного проєкту OptiQ, який є частиною фінансування напряму Marie Skłodowska-Curie Actions програми Horizon Europe.
Співорганізаторами секції стали керівник проєкту проф. Krzysztof Cyran (Польща), керівник WP2,4 д-р Kamil Wereszczyński (Польща), керівник WP1 проф. Дмитро Бабець (Україна, НТУ "Дніпровська політехніка").
Від команди дослідників #дніпровськаполітехніка було представлено 4 з 11 доповідей секції, зокрема:
Isolation Forest as a Tool for Entangled Photon Detection (проф. Дмитро Бабець);
Improving the Measurement Accuracy of Entangled Photon Detection Devices Using Delays Resulting from Lags at Successive Measurement Points (доц. Андрій Колб);
On the Issue of an Anomaly Detection Algorithm for Identifying Potentially Generated Entangled Photons (проф. Сергей Алексєєнко);
Software-Based Collection and Classification of Scientific Papers: A Use Case in Quantum Optics Research (доц. Сергій Приходченко).
Загалом до підготовки наукових матеріалів та участі в дослідженнях було залучено 8 науковців нашого університету (Володимир Гнатушенко, Вікторія Каштан, Олена Сдвижкова, Оксана Приходченко). Усі представлені публікації будуть проіндексовані в Scopus — що є ще одним вагомим результатом активної участі наших дослідників у глобальних наукових ініціативах Цьогоріч конференція побила рекорд — понад 800 поданих заявок, 79 технічних сесій, 2 воркшопи та 4 пленарні доповіді від авторитетних науковців різних країн світу. Організаторами виступили провідні інституції, зокрема IEEE Control Systems Society, IEEE Systems, Man, and Cybernetics Society, IFAC за підтримки Факультету електротехніки та обчислювальної техніки Загребського університету.
Наразі дослідження на базі Politechnika Śląska продовжують три науковці НТУ ДП:
Володимир Гнатушенко, завідувач кафедри інформаційних технологій та комп'ютерної інженерії;
Дмитро Бабець, професор кафедри прикладної математики;
Вікторія Каштан, доцент кафедри інформаційних технологій та комп'ютерної інженерії.
Наші науковці не просто аналізують дані — вони переосмислюють самі підходи до їх обробки. Використовуючи можливості квантових середовищ, дослідники адаптують методи машинного навчання до реалій, де класичні алгоритми вже виявляються неефективними.
Наразі в місті Катовіце на базі Politechnika Śląska дослідження проводять доц. Тетяна Буланая та доц. Богдан Молодець із кафедри інформаційних технологій та комп’ютерної інженерії НТУ «Дніпровська політехніка». Вони працюють над створенням квантового симулятора: займаються розробкою та калібруванням оптичних приладів, створенням інтерфейсу для взаємодії користувачів із технологією, а також аналізом і популяризацією проєкту.