Квантовая теория информации изучает законы передачи, преобразования и хранения данных в системах, подчиняющихся постулатам квантовой физики. Одним из ее главных достижений является создание и тщательное исследование понятия квантового канала связи, сопровождавшееся разработкой структурной теории и открытием целого спектра энтропийных величин, характеризующих информационные возможности каналов связи. Тема этой лекции – способность квантового канала для передачи классической информации – позволяет перебросить мостик между классической и квантовой теориями, и особенно подходит для плавного перехода к последней. С другой стороны, будучи наиболее ранней и, пожалуй, самой зрелой частью квантовой шенноновской теории, эта тема продолжает активно развиваться. В лекции будут отражены как ряд последних достижений в этом направлении, так и интригующие открытые вопросы.

Профессор д.ф.-м.н. Холево Александр Семенович окончил Московский физико-технический институт по специальности «Прикладная математика и вычислительная техника» в 1966 г. С 1969 г. работает в Математическом институте им. В.А. Стеклова. В 1969 г. стал кандидатом физико-математических наук, в 1975г. -- доктором физико-математических наук, в 1986 г. -- профессором. Список публикаций А.С. Холево содержит 190 работ и включает пять монографий, из них 4 переведенные на английский язык и изданные ведущими зарубежными издательствами (AMS, North Holland, Springer-Verlag). А.С. Холево получил премию им. А.А. Маркова Российской Академии наук за цикл работ по некоммутативной теории вероятностей (1997 г.), премию Российской Академии наук за лучшие научные достижения (1992, 1995, 2008 гг.), международную премию «Quantum Communication Award» (1996 г.), исследовательскую премию фонда фон Гумбольдта (1999 г.), премию Клода Э. Шеннона (2016 г.). Приглашенный докладчик на Международных конгрессах математиков в Беркли (1986 г.), Мадриде (2006 г.) и многих других международных и национальных конференциях. Член редакционных коллегий журналов: «Теория вероятностей и ее применения» (зам. гл. редактора), «Успехи математических наук», «Математический сборник», «Теоретическая и математическая физика», «Известия ВУЗов: Математика», «IEEE Transactions on Information Theory», «Quantum Information Processing», «Reports on Mathematical Physics».

Рассматриваются криптографические алгоритмы, основанные на помехоустойчивых кодах. Обсуждаются кодовые криптосистемы с открытым ключом, кодовая цифровая подпись, задачи аутентификации и разделения секрета. Рассматриваются перспективы применения кодовых систем в постквантовой криптографии, в системах "легкой" криптографии, в системах скрытных вычислений.

Профессор д.т.н. Крук Евгений Аврамович окончил Ленинградский институт авиационного приборостроения в 1973 году по специальности «Автоматизированные системы управления». В 1978 году получил степень кандидата технических наук, в 1990 году - ученое звание доцента, в 1999 году - ученую степень доктора технических наук, в 2004 году - ученое звание профессора. С 1974 года по настоящее время работает в Санкт-Петербургском государственном университете аэрокосмического приборостроения; с момента создания кафедры (2001 год) ­­является заведующим кафедрой безопасности информационных систем (с 2010 г. - кафедра комплексной защиты информации); в 2005 году избран деканом факультета информационных систем и защиты информации. C 2004 года является директором института компьютерной безопасности вычислительных систем и сетей, с 2007 - директором академии инфокомуникационных технологий. Профессор Е.А. Крук является крупным ученым в области теории и проектирования инфокоммуникационных систем и технологий. Его труды по теории кодирования, криптографии, теории передачи сообщений широко известны как в России, так и за рубежом. Он является автором более 120 печатных трудов и 5 книг.

Типичная (негладкая) форма листа салата определяется тем, что поверхности, граница которой растет быстрее, чем расстояние от ее центра, «не хватает места» в плоскости, и растущий материал уходит в третье измерение. Мы рассмотрим вопрос об «оптимальном» вложении в трехмерное пространство экспоненциально растущих стркутур и покажем, как конформные методы могут помочь определить понятие «оптимальности», а также найти соответствующий профиль. Оказывается, что форма оптимальной поверхности удовлетворяет уравнению эйконала, которое, в свою очередь, является решением уравнения Гамильтона-Якоби для задачи геометрической оптики. Рассказ будет сопровождаться наглядными демонстрациями.

Сергей Константинович Нечаев – доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник сектора математической физики Физического Института им. П.Н. Лебедева РАН, Москва; Directeur de Recherche au CNRS (CNRS - Национальный центр научных исследований) Universite Paris-Sud, Орсэ, Франция.

Палиндромом называется последовательность ДНК, которая равна своей обратной комплементарной последовательности, образуя таким образом шпильку. В данной лекции будет описано несколько необычных идеальных палиндромов значительной длины (до ~250bp), встроенных в кодирующие белок митохондриальные последовательности волосатиков. Закодированные палиндромом аминокислотные последовательности были найдены и экспериментально подтверждены в семи митохондриальных генах в четырех из четырех проанализированных видах волосатиков. Они эволюционно консервативны, предположительно, отбор действовал на сохранение аминокислотной последовательности белка и палиндрома одновременно. Еще более удивительно: некоторые белок-кодирующие последовательности содержат два обширных перекрывающихся палиндрома. Насколько известно авторам, ничего подобного не наблюдалось ни в одной последовательности митохондриального или ядерного генома. Полученные данные свидетельствуют о существовании нового, еще неизвестного молекулярного механизма геномной регуляции в многоклеточных.

Панчин Юрий Валентинович, доктор биологических наук, заведующий лабораторией Лабораторией № 12 - Изучение информационных процессов на клеточном и молекулярном уровнях, сотрудник отдела математических методов в биологии Института Физико-Химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ имени М.В.Ломоносова. Он опубликовал более чем 100 статей в рецензируемых журналах по нейробиологии, биологии развития, молекулярной биологии, физиологии и биоинформатике.

Применительно к “Internet of Things” дается характеристика сценариев “massive machine type communications” и “ultra-reliable and low latency communications”. Описываются известные подходы, основанные на алгоритмах случайного множественного доступа, которые используются в сетях 4G и планируются для сетей 5G применительно к сценарию massive machine type communications. Вводится соответствующая модель системы случайного множественного доступа. Показывается, что в рамках данной модели известные подходы не обеспечивают стабильную работу системы. Предлагаются альтернативные подходы, которые позволяют сделать работу системы стабильной. Описываются проблемы, связанные с использованием альтернативных подходов и указываются возможные пути решения этих проблем.

Профессор Андрей Тюрликов является руководителем отдела информационных и коммуникационных систем Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения (ГУАП). Более чем за 30 лет работы в области телекоммуникаций, он был руководителем более 120 дипломных проектов и магистерских диссертаций, а также 8 успешных кандидатских диссертаций. В последнее время он принимал участие в более чем 10 успешных долгосрочных исследовательских проектах, сосредоточив внимание на связи следующего поколения технологий (3GPP LTE-Advanced, IEEE 802.16m, известные решения на основе IEEE 802.11).

Мышца совершает механическую работу за счет прямого преобразования химической энергии, а её КПД выше, чем у химических двигателей, используемых в технике. Не только само мышечное сокращение, но и его регуляция тесно связана с молекулярными механическими процессами. В лекции будут приведены два примера простых математических моделей, помогающих понять эту связь. Одна модель объясняет почему зависимость силы, развиваемой мышцей, от главного регулятора – ионов кальция – такая крутая, и как она зависит от механических свойств регуляторных белков. Вторая модель предлагает механизм влияния механических условий, т.е. тренировок или, наоборот, длительного бездействия мышц, на экспрессию генов саркомерных белков.

Цатурян Андрей Кимович окончил механико-математический факультет МГУ. Старший научный сотрудник кафедры гидромеханики (2014), доктор физико-математических наук (2003). Ведущий научный сотрудник НИИ механики МГУ (1977). Член Российского национального комитета по теоретической и прикладной механике (1987) и World council for biomechanics (2006). Член диссертационных советов по механике (2011) и биофизике при МГУ. Член редколлегии журнала «Russian Journal of Biomechanics» (2014). Член экспертного совета ВАК по математике и механике. Автор более 65 статей в рецензируемых журналах. Под руководством А.К.Цатуряна защищено 6 кандидатских диссертаций, два его ученика защитили докторские диссертации. Читает специальный курс «Введение в биомеханику» (совместно с А.А.Штейном). Руководит научной работой студентов и аспирантов. Принимает участие в подготовке учебно-методических комплексов по биомеханике.

“Hotspot” гены – гены, подвергающиеся несоразмерному числу эволюционно важных мутаций, а именно мутаций, вызывающих большие фенотипические изменения, подхватываемые отбором. Считается, что именно такие гены вносят большой вклад в эволюцию межвидовых различий на начальных этапах видообразования. К “hotspot” генам относят ген fruitless, исходно описанный как ген транскрипционного фактора у дрозофилы, и контролирующий половую дифференциацию, развитие видоспецифической морфологии и полового поведения самцов. В лекции будут рассмотрены последние исследования по гену fruitless на Drosophila melanogaster в контексте связи этого гена с брачным поведением, а также собственные результаты изучения гена fruitless, полученные на близкородственных видах саранчовых.

Веденина Варварва Юрьевна является доктором биологических наук, и.о. заведующего лаборатории обработки сенсорной информации Института проблем передачи информации РАН им. А.А. Харкевича. Область научных интересов Введениной В.Ю. включает следующие темы: насекомые, Orthoptera, Drosophila, акустическая коммуникация, обработка сенсорной информации в нервной системе, поведение ухаживания, наследование поведения, половой отбор, видообразование, гибридные зоны, молекулярная филогения.

В данной лекции будет всесторонне рассмотрена проблема подключения с помощью различных радио технологий в гетерогенных сетях на пересечении областей 5G и Интернета Вещей. Будет исследован потенциал большого диапазона устройств, требующих подключения в различных масштабах (макро, микро, пико, фемто, и т. д.) и с помощью различных технологий беспроводного доступа (например, сотовые или локальные беспроводные сети), для того чтобы увеличить пропускную способность системы и улучшить качество подключения в гетерогенных сетях следующего поколения. Кроме того, в ходе лекции будет обсуждена концепция межмашинного взаимодействия, а также изменения внесенные ею в привычную парадигму работы сетей. Также будут упомянуты уникальные вызовы, поставленные сейчас впечатляющим разнообразием автономных устройств, имеющими характерные строгие требования к производительности сети, и возможности беспроводных технологий, которые необходимо разработать для удовлетворения этих требований.

Сергей Андреев - старший научный сотрудник в технологическом университете Тампере (Финляндия), где он координирует группу W.I.N.T.E.R. (http://winter-group.net/), проводящую исследования в области Интернета Вещей и сетей 5G. Он является соавтором более 100 работ (в том числе в IEEE JSAC, IEEE Communications Magazine, и IEEE Wireless Communications), нескольких патентов. С. Андреев был рецензентом многочисленных конференций и международных журналов; он был назван образцовым рецензентом журнала IEEE Communications Letters в 2013 году. Он также был приглашенным экспертом в ряде мастер-классов, провел множество лекций по всему миру. Недавно он стал обладателем престижного индивидуального исследовательского Гранта Академии наук Финляндии, а также нескольких других престижных стипендий и премий.

Анатолий Моисеевич Вершик – российский математик, доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник Санкт-Петербургского отделения Математического института имени В.А. Стеклова, президент Санкт-Петербургского математического общества с 1998 по 2008 годы. Член Европейской академии наук (с 2015 года). Лауреат Премии Гумбольдта. В числе его многочисленных учеников более 25 кандидатов и 5 докторов физико-математических наук. Вершик является автором более 250 научных работ и многих популярных статей о математике и её приложениях. Автор многих публицистических статей о науке и обществе. Состоит в редакции целого ряда ведущих научных математических журналов России и мира.

Связь пятого поколения, или 5G, обещана уже к 2020 году. Мировые лидеры телекоммуникаций инвестируют миллионы в разработку и стандартизацию новых технологий. Ведущие университеты ведут исследования в самых разных направлениях. Почему там много внимания уделяется связи пятого поколения 5G? Что значит 5G для пользователей и какова связь с Интернетом Вещей? Что 5G требует от производителей оборудования и операторов связи? Какие идеи и технологии сегодня соревнуются в эффективности и определяют связь завтрашнего дня? Как подготовиться к еще не существующим стандартам и быстрому освоению новой связи? В докладе представителя National Instruments, лидера в разработке средств проектирования, макетирования и тестирования средств связи, дается обзор вызовов, исследований, успехов и перспектив на пути к созданию будущего радиосвязи и подготовке кадров для него.

Как региональный представитель по работе с учебными заведениями Артём Ананьин руководит научно-образовательными проектами с ВУЗами, учреждениями СПО, школами и учреждениями дополнительного образования по всей России. Также Артём является координатором работы с Образовательными центрами NI Russia и партнерами в ВУЗах. Окончил Московский Государственный Университет Приборостроения и Информатики (МГУПИ) в 2009 году, специальность «Приборостроение», в NI с 2010 года – инженер технической поддержки. В должности регионального представителя по работе с учебными заведениями с 2011 года.

Показано, что широковещательные коды и коды множественного доступа позволяют создавать многошаговые бесконфликтные беспроводные сети. Анализируются проблемы возникающие при создании таких сетей Рассматриваются возможные методы решения этих проблем. Показывается, что широковещательных кодов с неравной защитой позволяет получить значительный энергетический выигрыш в современных сетях мобильной связи.

Зяблов Виктор Васильевич — д-р техн. наук, доцент, заведующий лабораторией №3 информационных технологий передачи, анализа и защиты информации, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт проблем передачи информации им. А.А. Харкевича Российской академии наук (ИППИ РАН). Область научных интересов: помехоустойчивое кодирование и защита информации. Число научных публикаций — более 300.

В работе обсуждается задача кластеризации многомерных данных методом адаптивных весов, предложенным в статье Polzehl and Spokoiny (2000). Алгоритм восстанавливает неизвестную кластерную структуру данных, не используя никакой априорной информации о числе кластеров, их размерах и расстоянии между кластерами. Предлагаемый метод можно рассматривать как обобщение метода ближайших соседей и метода, основанного на непараметрической оценке плотности. Главное отличие - использование адаптивных локальных весовых коэффициентов, которые интерактивно пересчитываются по ходу работы алгоритма. Теоретические результаты описывают два основных свойства процедуры: свободное распространение внутри однородной области и разделение двух минимально удаленных кластеров. Численные результаты на искусственных и реальных данных показывают, что новый метод превосходит существующие популярные методы в большинстве случаев.

Владимир Спокойный - профессор Берлинского университета им. Гумбольдта, профессор и руководитель исследовательской группы Института прикладного анализа им. Вейерштрасса, Берлин, профессор Московского Физико-Технического Института. Закончил Московский Государственный Университет путей сообщения, защитил кандидатскую диссертацию в МГУ. В настоящее время руководит сектором Предсказательного моделирования в ИППИ РАН и Лабораторией структурных методов анализа данных в предсказательном моделировании МФТИ (ПреМоЛаб). Автор большого числа статей по математической статистике.

ДНК во всех клетках организма одинаковая (если не считать редкие индивидуальные особенности, возникшие в результате мутаций), а клетки разные, и формируют они различные ткани и органы. Это происходит из-за того, что в разных клетках экспрессируются (активно работают) разные гены. Это, в свою очередь, зависит как от работы специальных белков-активаторов и репрессоров, обратимо связывающихся с ДНК, так и от состояния хроматина (ДНК и взаимодействующие с ней гистоны – специальные структурные белки). Состояние хроматина определяется обратимыми химическими модификациями гистонов (так называемая эпигенетическая разметка), а также пространственной структурой ДНК. При этом экспрессия генов, упаковка хроматина и эпигенетическая разметка тесно связаны друг с другом. С другой стороны, эпигенетическая разметка генома может наследоваться, а пространственная структура генома в основном совпадает у человека и мыши. Новые экспериментальные методы порождают большие объемы данных об экспрессии генов, пространственной структуре и эпигеномном состоянии всех участков генома. Сопоставительный анализ таких данных позволяет рассматривать работу клетки в целом, сравнивать различные клетки, строить модели, описывающие взаимозависимость между этими тремя уровнями организации генома, а также изучать связь между пространственной структурой и эволюцией генома.

Миронов Андрей Александрович.
Андрей Александрович Миронов -- доктор биологических наук, профессор факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ, ведущий научный сотрудник Учебно-Научный центр "Биоинформатика" Института Проблем Передачи Информации, РАН. Лауреат премии имени А.А. Баева Российской академии наук за 2007 года за цикл работ "Компьютерная сравнительная геномика". Лауреат премии за лучшую публикацию в российских научных журналах за 2005 год (МАИК "Наука") за цикл работ по биоинформатике в журнале "Молекулярная биология".

Гельфанд Михаил Сергеевич.
Михаил Сергеевич Гельфанд — доктор биологических наук, кандидат физико-математических наук, профессор факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ, член Европейской Академии, заместитель директора Института проблем передачи информации РАН. Член Общественного совета при Министерстве образования и науки РФ. Член Совета Общества научных работников.