информационный портал
все о контрольно-измерительных
приборах и их производителях
На сайте представлено:

Дети Гольцмана: как российский физик создал рынок однофотонных счетчиков

20.02.2018 626

Дети Гольцмана: как российский физик создал рынок однофотонных счетчиков

Профессор МПГУ Григорий Гольцман основал компанию «Сконтел» вместе со своими учениками в 2004 году. Сегодня детекторы из лаборатории «Сконтела» есть у NASA, Оксфордского и Йельского университетов, а также у Toshiba и Pirelli


Профессор МПГУ Григорий Гольцман основал компанию «Сконтел» вместе со своими учениками в 2004 году. Сегодня детекторы из лаборатории «Сконтела» есть у NASA, Оксфордского и Йельского университетов, а также у Toshiba и Pirelli

«Эта технология началась с меня!» — совладелец компании «Сконтел», профессор Московского педагогического государственного университета (МПГУ) Григорий Гольцман гордится бизнесом, который вырос из его научных разработок. «Сконтел» — глобальный лидер рынка сверхпроводящих счетчиков или детекторов фотонов, то есть элементарных частиц света. Технологией профессора Гольцмана и его учеников пользуются десятки корпораций и университетов по всему миру, а выручка «Сконтела» достигает десятков миллионов рублей. Счетчики — важный элемент оптического квантового компьютера, они могут применяться в медицине, военной промышленности, шифровании информации и космических исследованиях. Журнал РБК изучил историю компании, продукт которой незаметно покорил мир.


Квантовое будущее

Счетчик фотонов выглядит как громоздкий металлический цилиндр, но бóльшую его часть занимает не устройство для счета, а обеспечивающий сверхпроводимость холодильник. Внутри скрыт чип шириной несколько миллиметров, это и есть детектор: на кремниевой подложке вмонтирована невидимая глазу чувствительная полоска сверхпроводника в 100 нанометров, которая «ловит» фотоны.


Профессор МПГУ Григорий Гольцман основал компанию «Сконтел» вместе со своими учениками в 2004 году. Сегодня детекторы из лаборатории «Сконтела» есть у NASA, Оксфордского и Йельского университетов, а также у Toshiba и Pirelli

«Все сердце приемника мы делаем самостоятельно, за исключением подложек: они недорого стоят на стороне, максимум несколько долларов за 1 кв. см», — рассказывает генеральный директор «Сконтела» Константин Смирнов. Собственное производство — это чипы и пакетирование детектора: компания делает оптический ввод излучения и электрический выход с детектора, ответственный за перевод фотонов в электроимпульс. Холодильники, которые на профессиональном жаргоне называются cold head («холодная голова»), «Сконтел» закупает у японской компании Sumitomo. Криостат, обеспечивающий условия работы холодильника, также разработка «Сконтела».


«Применений [у счетчиков] будет много», — с уверенностью рассказывает журналу РБК 69-летний Гольцман. Сегодня приборы востребованы в основном в лабораториях, в будущем их потенциал связан, например, с квантовыми компьютерами. «Пока нет универсального принципа устройства [квантового компьютера]. Если одной из практических технологий станет оптический компьютер, в нем обязательно будет счетчик фотонов, и не один», — обещает Гольцман. В таком компьютере фотоны, или кванты света, выполняют ту же роль, что и электроны в обычном компьютере: переносят электрические токи, объясняет ученый.

Еще одно перспективное направление — биология и медицина: анализ генома, диагностика заболеваний (например, диффузная оптическая томография, позитронная эмиссионная томография), исследование процессов, происходящих в организме человека, внутренних органов, тканей, клеток и молекул (одномолекулярная спектроскопия). Третья большая надежда «Сконтела» — квантовая криптография. Компания уже проводила лабораторные эксперименты совместно с Российским квантовым центром (РКЦ) по передаче информации, защищенной квантовым ключом шифрования, более чем на 300 км. «Вполне достаточно для того, чтобы покрыть сетью даже такой мегаполис, как Москва», — считает Смирнов. Технология в ближайшие годы может быть востребована финансовыми учреждениями: в России ее на расстоянии до 30 км тестировали Газпромбанк и Сбербанк.


«Ничего нет. Голая идея»

Корреспондентку журнала РБК Гольцман принимает в кабинете в МПГУ — своей альма-матер, где он руководит кафедрой общей и экспериментальной физики. В стенах университета в 2004 году родилась и идея бизнеса. «Я предложил своим сотрудникам и аспирантам поучаствовать в уставном капитале компании, и девять из них выразили желание. Теперь они так же, как и я, ее совладельцы», — рассказывает ученый.

Профессор МПГУ Григорий Гольцман основал компанию «Сконтел» вместе со своими учениками в 2004 году. Сегодня детекторы из лаборатории «Сконтела» есть у NASA, Оксфордского и Йельского университетов, а также у Toshiba и Pirelli

Один из акционеров — ученик Гольцмана и бессменный гендиректор «Сконтела» Константин Смирнов. «Константин уже тоже профессор, но для меня, как и в 1990-х, он остается студентом», — улыбается Гольцман. Смирнов подчеркивает: «[Несмотря на участие в бизнесе] все мы являлись и являемся учеными: пишем статьи, подаем на гранты, ведем разработки». Гольцман в 2017-м удостоился престижной премии IEEE (Института инженеров электротехники и электроники) «за вклад в прикладную сверхпроводимость». Среди предыдущих лауреатов, например, разработчики адронного коллайдера из CERN (Европейский центр ядерных исследований) и термоядерного реактора из ITER (Международный термоядерный экспериментальный реактор).

На коммерциализацию разработок сотрудников МПГУ толкнула, с одной стороны, нужда, с другой — вера в потенциал приборов. «Финансирование ученых в России еще не было развито так, как сейчас, и жить, по большому счету, было не на что. А идея Гольцмана к тому моменту прошла проверку успешным применением», — вспоминает Смирнов.

Сама идея пришла Гольцману в голову еще в конце 1990-х. На тот момент существовали две классические технологии счетчиков: фотоэлектронные умножители вековой давности и лавинные фотодиоды вдвое моложе. Приборы плохо работали в инфракрасном диапазоне, часто срабатывали ложно (фотона нет, а отклик есть) и были медленными. Гольцман придумал устройство, преодолевшее эти недостатки.

В 1999-м он нашел финансирование: инвестором стала американская Shlumberger. Группа разработчиков из компании вместе со специалистами IBM проектировали новый тестер микросхем. Патент на разработку был у IBM, но американцам не хватало важной части устройства — детектора фотонов. «В одной из статей, которую мы публиковали вместе с профессором [Романом] Соболевским из Университета Рочестера, я написал, что можно сделать такой детектор, и они со мной связались», — рассказывает Гольцман. Переговоры он помнит в подробностях: «Они спросили: «Действительно можете сделать?» — Я им: «Действительно можем сделать», на голубом глазу. — «Покажите что-нибудь». — «Ничего нет. Голая идея». — «Давайте сделаем».

Под реализацию проекта специалисты из Shlumberger запустили стартап NPTest. Им удалось наладить производство тестеров для IBM и других клиентов. NPTest сначала провел IPO и привлек $2 млн, а спустя три года, в 2004-м, был поглощен компанией Credence Systems за $660 млн. «Они рисковали маленькими деньгами, а получили очень большие», — констатирует Гольцман. Он признается, что ему как консультанту проекта выплатили премию, но не раскрывает сумму. Деньги пошли на разработку технологии в Москве. В 2009 году Credence Systems была сама поглощена компанией Xcerra Corporation. Представители Xcerra на вопросы журнала РБК не ответили.

Профессор МПГУ Григорий Гольцман основал компанию «Сконтел» вместе со своими учениками в 2004 году. Сегодня детекторы из лаборатории «Сконтела» есть у NASA, Оксфордского и Йельского университетов, а также у Toshiba и Pirelli

Помимо американских денег на начальном этапе «Сконтелу» помог грант от Фонда Бортника. «Но грант — это маленькие деньги, раскрутить на них бизнес в квантовых технологиях нереально», — добавил Гольцман. Всего «Сконтел» получил 18,9 млн руб., уточнил гендиректор Фонда содействия инновациям (Фонда Бортника) Сергей Поляков. «Мы гордимся такими предприятиями», — заявил он. Других инвесторов на родине «Сконтел» не нашел.

«Они хотят вкладывать только в заведомо прибыльные компании и не хотят рисковать. Вот сегодня мы для них привлекательны. Но только теперь они нам не нужны: зачем с кем-то делиться?» — рассуждает Гольцман. По его мнению, не получает «Сконтел» должной поддержки и от государства: «Мы — пример [компании], который правительство хочет иметь в стране, но денег не дает. Ну и ладно, мы сами как-нибудь».


«Рынок научного приборостроения»

Гольцман и Смирнов не раскрывают финансовых показателей «Сконтела». По данным СПАРК, в 2016 году выручка компании составила 45,01 млн руб. при прибыли 9,36 млн руб. Весь рынок квантовых счетчиков Гольцман оценивает в сумму от $10 млн, долю «Сконтела» на нем — в 40–50%.

Рынок находится в стадии быстрого роста, подчеркивает Смирнов: «Это рынок не конечного потребителя, а научного приборостроения». «Сверхпроводниковые квантовые счетчики не только лучшая, но и самая дорогая технология [один прибор стоит от $50 тыс.]». «Сконтел» не просто лидер рынка — компания формирует этот рынок. «Таких компаний во всем мире пока всего штук пять. Но рынок будет расти, а мы какое-то время будем в его авангарде: благодаря заделу по времени лет в пять мы держим первенство по характеристикам и ценам», — объясняет Гольцман.

Один из конкурентов «Сконтела» — нидерландская Single Quantum. Ее сооснователь Вал Цвиллер в интервью журналу РБК подтвердил, что в основе их технологии разработка Гольцмана. На сайте Single Quantum указаны 40 покупателей по всему миру, в основном университеты, но есть и армия США. «Когда вы можете с высокой эффективностью зафиксировать один фотон, вы можете поставить множество квантовых экспериментов», — объясняет ценность приборов Цвиллер. По его словам, рынок растет быстро, особенно стремительные темпы в Китае, откуда приходит бóльшая часть заказов. «В последний год что-то невероятное случилось с рынками Китая и Японии: там взрывной интерес к продукции, — подтверждает Смирнов. — Некоторые наши сотрудники уже не покидают Китай, так много заказов». Штат «Сконтела» сегодня — несколько десятков человек.

На сайте компании указаны более 70 клиентов. Среди них — Оксфордский и Йельский университеты, корпорации Pirelli и Toshiba, агентство NASA и другие авторитетные заказчики. «Продаем в основном за рубеж, — рассказывает глава компании. — В России очень мало потребителей». Тем не менее они есть: один из российских клиентов — Российский квантовый центр. Его гендиректор Руслан Юнусов высоко оценивает сотрудничество со «Сконтелом»: «У нас есть один счетчик [от «Сконтела»]. Он нужен для разработки системы квантовой криптографии — абсолютно защищенной связи. Ее особенность в том, что сигнал кодируется на одиночных фотонах, когда один бит записывается на один фотон». «Детекторы [«Сконтела»] очень чувствительны, с высокой вероятностью показывают, когда фотон есть, и не показывают шум, когда фотона нет», — объясняет он.

Второе поколение Гольцмана

Еще один проект Гольцмана — компания «Тинфотоника»: «Это следующее поколение моих бывших студентов. То поколение уже выросло, а это тоже уже не дети, но все же гораздо моложе». «Тинфотоника» разрабатывает квантовые оптические интегральные схемы.

Гольцман проводит аналогию с электроникой: сначала были лампы, транзисторы, затем — микросхемы. Квантовая оптика только проходит такой путь: «На большой оптический стол в несколько квадратных метров ставятся всякие приборы, излучатели, линзы, зеркала, еще множество каких-то штук, затем это все тщательно юстируется (производится точная настройка. — РБК) с помощью лазера несколько месяцев, и только потом с этим можно работать. А мы занимаемся тем, чтобы перевести это на чип и изготовить на нем одновременно много таких столов».
Сложные оптические приборы легко вывести из рабочего состояния, говорит Гольцман: «Если вы хлопаете дверью, то нарушаете их баланс. Или прибор засвечивается — обычно в темной комнате люди работают. А тут это все на чипе, спрятано и работает без человеческих рук».

Профессор МПГУ Григорий Гольцман основал компанию «Сконтел» вместе со своими учениками в 2004 году. Сегодня детекторы из лаборатории «Сконтела» есть у NASA, Оксфордского и Йельского университетов, а также у Toshiba и Pirelli

По словам Гольцмана, разработки «Тинфотоники» поступят в продажу через 5–10 лет. Развитие тормозит высокая стоимость оборудования — она доходит до 1 млрд руб.; без внешних инвестиций компания не потянет такую сумму, констатирует профессор. Гольцман ищет выход в продаже отдельных элементов технологии: «В оптической квантовой микросхеме много разных элементов. Возьмем фильтр или управляемый интерферометр, сделаем им вход и выход — они оказываются с такими прекрасными характеристиками, которых на рынке нет. И это сотая часть нашей большой работы».

По мнению профессора, «Тинфотоника» может стать партнером части российской промышленности в эпоху санкций — западные аналоги становятся недоступными отечественным заказчикам: «Мы разговариваем с разными предприятиями, и они нам говорят: «Да-да-да, нам это надо». Но пока дело в начале пути». Названий потенциальных партнеров Гольцман не уточняет.

«Тинфотоника» зарегистрирована в декабре 2015 года и является резидентом «Сколково»: «Ребята из фонда [«Сколково»] уговорили нас, мы бы еще подождали с регистрацией», — рассказывает Гольцман. По его словам, компания пока «больше проедает денег, чем приносит»: «Типичный стартап, ведет первые продажи и в основном занимается разработками». По данным СПАРК, выручка «Тинфотоники» в 2016 году составила 482 тыс. руб., прибыль — 177 тыс. руб.

В «Сколково» от «Тинфотоники» ждут больших успехов. «Квантовые интегральные схемы в будущем будут востребованы в квантовых компьютерах и коммуникациях и позволят перейти от лабораторных установок к промышленным устройствам для массового рынка», — объяснил журналу РБК проектный менеджер фонда Никита Кузнецов.

Напоследок Гольцман проводит корреспондентку журнала РБК в лабораторию, где работают студенты МПГУ.
— Это ваше второе поколение?
— Да 25-е уже. Счетчики фотонов, технологии, деньги — все это, конечно, важно. Но главная наша продукция — люди.

Автор: Анастасия Дергачева.
Теги: NASA , МПГУ , фонд «Сколково» , Российский квантовый центр

Источник: https://www.rbc.ru/magazine/2018/03/5a82f2be9a794728c7877290

Количество показов: 626



Сообщить об ошибкеСообщить об ошибке