В Институт точной механики и вычислительной техники АН СССР В.С. Бурцев пришел в 1950 г. в качестве студента-дипломника. Темой дипломной работы была система управления первой советской быстродействующей электронной машины БЭСМ. Его учителем стал С.А. Лебедев, увидевший в нем талантливого конструктора. Уже на дипломном проектировании В. С. Бурцев проявил себя и стал одним из ведущих разработчиков БЭСМ. За эту работу Всеволод Сергеевич был награжден орденом Ленина (1956 г.), когда ему еще не было и 30 лет.
В. С. Бурцев прошел все ступени инженерной работы последовательно от инженера до начальника инженерно-конструкторского отдела и заместителя директора по научной работе. В мае 1973 г. был назначен директором Института.
Велики его заслуги в деле укрепления оборонного потенциала страны.
В 1953 - 1956 гг. В. С. Бурцев разработал принцип селекции и оцифровки радиолокационного сигнала, на основе которого был осуществлен съем данных о воздушной цели (самолете противника) с радиолокационной станции и ввод их в вычислительную машину. Успешно проведенный натурный эксперимент по одновременному сопровождению нескольких целей в корне изменил структуру управляющих систем комплексов противовоздушной обороны. Используя результаты этой работы, под руководством В.С. Бурцева были созданы первые вычислительные машины <Диана-1> и <Диана-2> для комплексов ПВО. На ее основе В. С. Бурцев подготовил кандидатскую диссертацию, на защите которой в 1962 г. члены совета единогласно проголосовали за присуждение ему степени доктора технических наук.
В 1956 - 1961 гг. под непосредственным руководством В. С. Бурцева были разработаны принципы построения вычислительных средств противоракетной обороны (ПРО) и создан высокопроизводительный вычислительный комплекс для решения задачи высококачественного автоматического управления сложными, разнесенными в пространстве объектами, работающими в масштабе реального времени. Комплекс был оснащен самой быстродействующей на тот момент машиной М-40. В марте 1961 г. успешно прошли государственные испытания противоракетного комплекса - неоднократно удавалось сбить реальную баллистическую боеголовку практически прямым попаданием (американцы смогли повторить успех спустя 23 года). А в 1966 году над Москвой была развернута полноценная система противоракетной обороны на базе ЭВМ 5Э92б, которую создавала группа В.С.Бурцева под общим руководством С.А.Лебедева.
В. С. Бурцев являлся автором, руководителем и главным конструктором ряда важнейших разработок ИТМиВТ, в том числе изделий 5Э261/2, многопроцессорных вычислительных комплексов <Эльбрус-1> и <Эльбрус-2>, принятых на вооружение и действующих в системах ПРО, ПСО, ЦККП, С-300 и т.д.
Необходимо отметить, что серия многопроцессорных высокопроизводительных комплексов <Эльбрус> стала во многом вершиной технологического прогресса советской вычислительной техники, недаром она получила такое звучное название. В ней наши ученые опередили американских, решив принципиальные вопросы построения универсальных процессоров предельной производительности, что позволило создать симметричную многопроцессорную систему (в количестве 10 процессоров) с общей памятью.
После завершения работы в ИТМиВТ В. С. Бурцев с 1986 г. работал в вычислительном центре коллективного пользования РАН и возглавлял Институт высокопроизводительных систем РАН. В эти годы коллективом под его руководством была разработана структура суперЭВМ, основанная на новом <не Фон-Неймановском принципе>, и обеспечивающая существенное распараллеливание вычислительного процесса на аппаратном уровне. Принципиальной особенностью предлагаемой архитектуры является автоматическое динамическое распределение ресурсов вычислительных средств между отдельными процессами и операторами.
В.С. Бурцев придавал большое значение подготовке кадров и обучению студентов. В 1965 г. ему присваивается ученое звание профессора по кафедре <Электронно-вычислительных машин>. Почти тридцать лет он преподавал в Московском физико-техническом институте, в том числе заведовал базовой кафедрой <Электронно-вычислительные машины> (1973 - 1985 гг.). В 1976 г. он был избран членом-корреспондентом АН СССР, а в 1998 г. стал действительным членом Российской академии наук.
В. С. Бурцеву принадлежит более 200 научных трудов. За свой труд Всеволод Сергеевич был удостоен Ленинской (1966 г.) и Государственных премий (1971 г., 1985 г.), награжден орденами и медалями СССР и Российской Федерации.
Коллектив ИТМиВТ им. С.А. Лебедева, в стенах которого Всеволод Сергеевич проработал более 35 лет, пройдя путь от инженера до директора Института, хранит о нем светлую память как о выдающемся ученом, талантливом руководителе, заботливом наставнике. Его идеи, актуальные до сих пор, продолжают развиваться в Институте.
