Лаборатория Квантовая инженерия света создана в 2022 году, при финансировании грантом Правительства Российской Федерации для государственной поддержки научных исследований, проводимых под руководством ведущих ученых в российских образовательных организациях высшего образования, научных учреждениях и государственные научные центры Российской Федерации (постановление Правительства РФ от 09.04.2010 N 220).
Лаборатория занимается исследованиями гибридных квантовых состояний света в задачах квантовой обработки информации, разработкой алгоритмов и протоколов на основе квантовых состояний света для выполнения квантовых вычислительных операций, стойких к потерям и моделированием и экспериментальной реализацией оптимальных квантово-оптических схем с негауссовыми состояниями света в области квантовых вычислений и метрологии.
Руководитель
Кулик Сергей Павловичд.ф.-м.н., профессор, научный руководитель Центра квантовых технологий МГУ им. М.В. Ломоносова, h-индекс: 28 |
Подошведов Сергей Анатольевичд.ф.-м.н., профессор ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)», h-индекс: 9 |
Сотрудники
Всего 30 человек, из них: 5 докторов наук, 10 кандидатов наук, 4 аспирантов, 4 студента. Ключевые исполнители:
-
Подошведов Сергей Анатольевич, доктор физико-математических наук;
-
Алоджанц Александр Павлович, доктор физико-математических наук;
-
Подгорнов Федор Валерьевич, кандидат физико-математических наук;
-
Чигринов Владимир Григорьевич, доктор физико-математических наук;
-
Бескачко Валерий Петрович, доктор физико-математических наук;
-
Калинкин Александр Александрович, кандидат физико-математических наук;
-
Авосопьянц Грант Владимирович,кандидат физико-математических наук;
-
Борщевская Надежда Владимировна, кандидат физико-математических наук;
-
Куц Дмитрий Анатольевич, кандидат физико-математических наук.
Работы и результаты
Научные:
-
Обосновано использование оптических состояний в протоколах квантовых вычислений;
-
Предложен новый алгоритм генерации состояний кота Шредингера с большой амплитудой (более 5) и высоким качеством (более 99%). В эксперименте предполагается использовать в качестве основного ресурса одномодовый сжатый вакуум: это состояние подается на вход последовательно расположенных светоделителей, которые перенаправляют фотоны в детекторы, обладающие способностью разрешать число упавших на них фотонов. Выработанная стратегия вычитания до 20 фотонов из начального состояния одномодового сжатого вакуума в схеме с двумя светоделителями достаточна для достижения достаточно высоких значений точности и вероятности успешной регистрации состояний кота Шредингера даже с двумя неэффективными детекторами.
Образовательные:
-
Подготовлена и запущена Программа повышения квалификации «Квантовые технологии»;
-
Подготовлена Программа подготовки бакалавров в ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)»;
-
Регулярно проводился научный Семинар лаборатории;
-
Студенты и аспиранты лаборатории приняли участие в 5-ой Международной Школе по квантовым технологиям (Сочи, Хоста) по направлению «Квантовые технологии: квантовые вычисления, квантовая связь и квантовые сенсоры»;
-
Студенты лаборатории приняли участие в 6-ой Международной Школе по квантовым технологиям (г. Миасс) по направлению «Квантовые технологии: квантовые вычисления, квантовая связь и квантовые сенсоры»;
-
Разрабатывается магистерская программа «Квантовая инженерия»;
-
Обучение в Квантовом центре МГУ прошли 4 сотрудника лаборатории;
-
Международная Школа по квантовым технологиям в Челябинской области – февраль 2023 год.
Инфраструктурные:
-
Определен облик лаборатории мирового уровня для квантовых измерений, квантовой связи и изучения квантовой метрологии.
Публикации
- Tsarev D. V., Ansimov D. V., Podoshvedov S. A., Alodjants A. P. Schrödinger cat state formation in small bosonic Josephson junctions at finite temperatures and dissipation // Laser Physics Letters – 2022 – Volume 19, Number 12. DOI: 10.1088/1612-202X/ac99e2
- Kuts D.A., Podoshvedov M.S., Ba An Nguyen, Podoshvedov S.A. Realistic conversion of single-mode squeezed vacuum state to large-amplitude high-fidelity Schrödinger cat states by inefficient photon number resolving detection //Physica Scripta – 2022 – Volume 97, Number 11. DOI: 10.1088/1402-4896/ac955f
- Madhu A.K., Melnikov A.A., Fedichkin L.E., Alodjants A.P., Lee R.K. Quantum walk processes in quantum devices // Heliyon – 2023 – Volume 9, Issue 3. DOI: 10.1016/j.heliyon.2023.e13416
- Podoshvedov M.S., Podoshvedov S.A., Kulik S.P. Algorithm of quantum engineering of large-amplitude high-fidelity cat states in setup with k beam splitters and with inefficient photon number resolving detection // Scientific Reports - 2023 - Volume 13, Article number: 3965. DOI: 10.1038/s41598-023-30218-6
- Moiseev S.A., Minnegaliev M.M., Moiseev E.S., Gerasimov K.I., Pavlov A.V., Rupasov T.A., Skryabin N.N., Kalinkin A.A., Kulik S.P. Pulse-area theorem in a single-mode waveguide and its application to photon echo and optical memory in Tm3+: Y3Al5O12 // Physical Review A - 2023 - Volume 107. DOI: 10.1103/PhysRevA.107.043708
Конференции:
-
Осенняя школа Института Эйлера по квантовым алгоритмам (05.12.2022 г. – 12.12.2022 г.) -http://quanteuler.tilda.ws/#rec503283841. Организаторы: Санкт-Петербургский государственный университет, Математический институт имени В. А. Стеклова РАН и ПАО «Газпром нефть», при финансовой поддержке Минобрнауки России.
-
Международная научная конференция «Нелинейные волны 2022» (7.11.2022 г. - 13.11.2022 г.) - https://nonlinearwaves.ipfran.ru/. Организаторы: Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород (ИПФ РАН), Нижегородский государствен-ный университет им. Н.И. Лобачевского (ННГУ).
-
Конференция «Цифровые технологии в добыче углеводородов» (3.10.2022 – 7.10.2022 г.) - https://events.rn.digital/conf/ct2022/schedule. Организаторы: ООО «РН-БашНИПИнефть».
-
VI International Conference on Ultrafast Optical Science UltrafastLight-2022 (3.10.2022 г. – 7.10.2022 г.) - https://ultrafastlight.ru/. Организаторы: Физический институт имени П. Н. Лебедева РАН.
-
5th International School on Quantum Technologies (02.10.2022 г. – 08.10.2022г.) –http://qutes.org/portfolio/qts-2022. Организаторы: МГУ им. Ломоносова.
-
Международная научная конференция «Суперкомпьютерные дни в России» (23.09.2022 г. – 26.09.2022 г.) - https://russianscdays.org/agenda/keynote. Организаторы: МГУ имени М.В.Ломоносова, Российская академия наук, Московский Центр фундаментальной и прикладной математики, Суперкомпьютерный консорциум университетов России.
Мероприятия:
Проведена VI Международная школа по квантовым технологиям (26.02.2023 г. – 04.03.2022 г.): http://qutes.org. Организаторы: МГУ имени М.В.Ломоносова, ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)», при информационной поддержке Минобрнауки РФ
Оборудование:
-
Оптический стол с системой виброизоляции (производитель: Daeil Systems);
-
Детектор счета фотонов - COUNT-100N-FC (производитель: Thorlabs);
-
Набор оптико-механического оборудования (оптические рельсы, поворотные столики, держатели оптики, лазерные зеркала, наборы линз и др.);
-
Балансный фотодетектор - PDB450A (производитель: Thorlabs);
-
Источником питания для устройств К/Т-Cube - TPS002 (производитель: Thorlabs);
-
Система позиционирования - KPZNFL5/M (производитель: Thorlabs);
-
Пространственный модулятор света - PLUTO-2.1-NIR-118 (производитель: Holoeye);
-
3D-принтеры закрытого (X-Max) и открытого (Ender) типов.
Контакты:
Подошведов Сергей Анатольевич, podoshvedovsa[at]susu[dot]ru
