Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Номер договора
075-15-2022-1116
Период реализации проекта
2022-2024

По данным на 01.12.2023

42
Количество специалистов
10
научных публикаций
1
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация
Название проекта:
Инженерия состояний света для квантовых вычислений и сенсорики

Направления исследований: Физика и астрономия

Цели и задачи

Цель проекта:

  1. Генерация новых знаний, создание инфраструктуры мирового уровня и получение на ее основе новых результатов в области квантовых информационных технологий в сотрудничестве с ведущими исследовательскими центрами в России и за рубежом;
  2. Открытие магистерской программы “Квантовые оптические технологии”, в рамках которой планируется развитие образовательных курсов для студентов – бакалавров и магистров ЮУрГУ в областях современных квантовых технологий и квантовой метрологии, включающее создание учебно-научного комплекса для выполнения лабораторных работ по квантовой оптике и квантовой информатике;
  3. Подготовка специалистов мирового уровня в области квантовых технологий и квантовых вычислений в первую очередь для нужд экономики Челябинской области;
  4. Диссеминация знаний, коммерциализация фундаментальных результатов, полученных в ходе реализации Проекта;
  5. Организация международных семинаров, школ для молодых ученых, конференций в области современных квантовых технологий с привлечением ведущих специалистов из России из-за рубежа.

Задачи проекта:

  1. Исследование гибридных квантовых состояний света в задачах квантовой обработки информации;
  2. Разработка алгоритмов и протоколов на основе квантовых состояний света для выполнения квантовых вычислительных операций, стойких к потерям;
  3. Моделирование и экспериментальная реализация оптимальных квантово-оптических схем с негауссовыми состояниями света в области квантовых вычислений и метрологии.
Практическое значение исследования

Научные результаты:

  1. Предложена оптимальная схема защищенной квантовой сенсорики на основе многоканальной сетевой структуры, использующая N00N-подобные (негауссовые) квантовые состояния, устойчивые к потере небольшого числа частиц.
  2. Выполнено моделирование квантовых и классических случайных блужданий на торообразных графах и их свернутых (решетчатых) аналогах.
  3. Для стратегии «вычитания числа фотонов из исходного состояния» разработан метод увеличения чувствительности квантовой интерферометрии более чем на 10 Дб и определены области достижимых параметров используемых квантовых состояний света.
  4. Разработана методика эксперимента и создана экспериментальная установка для генерации и измерения состояний оптического Шредингера большой амплитуды; для стабильной генерации этих состояний разработан и изготовлен оптический чип.

Организационные и инфраструктурные преобразования:

В Южно-Уральском государственном университете созданы действующие установки по квантовой инженерии света, в которых проводятся передовые научные эксперименты по квантовой оптике и проходят обучение студенты в рамках магистерской Программы.

Образование и переподготовка кадров:

  1. Подготовлена и запущена магистерская Программа «Квантовая инженерия и оптоэлектроника»;
  2. Прочитан курс повышения квалификации «Квантовые технологии» для сотрудников ВНИИТФ, г. Снежинск;
  3. Проведены две международные Школы по квантовым технологиям: в 2023 и 2024 годах (http://qutes.org/)

Сотрудничество:

  • Центр квантовых технологий физического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова (г.Москва) https://quantum.msu.ru/ru;
  • ФГУП «РФЯЦ – ВНИИТФ им. академ. Е.И. Забабахина» (г. Снежинск),
  • Лаборатория квантовой оптики Санкт- Петербургского государственного университета https://quant-opt.ru/tatiana-golubeva;
  • отдел эталонов и научных исследований в области термодинамики ВНИИМ имени Д.И. Менделеева (г. Санкт-Петербург) https://www.vniim.ru/nil-get.html
  • Международная научная лаборатория фотопроцессов в мезоскопических системах Университета ИТМО (г. Санкт-Петербург) https://lmc.ifmo.ru/ru/91557/mag_prog_list/.

Скрыть Показать полностью
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
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
E.R. Zinatullin, S.B. Korolev, T.Yu. Golubeva.
Teleportation protocols with non-Gaussian operations: Conditional photon subtraction versus cubic phase gate // PHYSICAL REVIEW A – 2023 – Volume 107. DOI: 10.1103/PhysRevA.107.022422
D.A. Kuts, V.L. Ushakov, E.V. Mikheev and B.A. Nguyen
Expanding possibilities for quantum state engineering // Laser Physics Letters – 2023 – Volume 20, Number 9. DOI: 10.1088/1612-202X/ace0ae
E.N. Bashmakova, S.B. Korolev, T.Yu. Golubeva.
Effect of entanglement in the generalized photon subtraction scheme // Laser Physics Letters – 2023 – Volume 20, Number 11. DOI: 10.1088/1612-202X/acf921
D. Tsarev, S. Osipov, Ray-Kuang Lee, S. Kulik, A. Alodjants.
Quantum sensor network metrology with bright solitons // PHYSICAL REVIEW A – 2023 – Volume 108. DOI: 10.1103/PhysRevA.108.062612
N.V. Maletin, V.V. Dremov, I.I. Klebanov.
On the possibility of using quantum annealers to solve problems of computational materials science // Laser Physics Letters – 2023 – Volume 20, Number 11. DOI: 10.1088/1612-202X/acfd8e
R. Abramov, L. Fedichkin, D. Tsarev · A. Alodjants.
High-dimensional graphs convolution for quantum walks photonic applications // Quantum Information Processing. Volume 23, article number 175, (2024). https://doi.org/10.1007/s11128-024-04351-8
Алоджанц A.П., Царёв Д.В., Куц Д.А., Подошведов С.А., Кулик С.П.
Квантовая оптическая метрология// Успехи физических наук 194 711–739 (2024) https://doi.org/10.3367/UFNr.2024.01.039634
S.B. Korolev, E.N. Bashmakova, A.K. Tagantsev, T.Yu. Golubeva.
Generation of squeezed Fock states by measurement // PHYSICAL REVIEW A, 109, 2024. DOI: 10.1103/PhysRevA.109.052428
Программа ЭВМ № 2023662130 «Симулятор эксперимента по интерферометрии Хонга-Оу-Манделя»
Авторы: Царёв Д.В.; Алоджанц А.П.; Куц Д.А.; Подошведов С.А.; Ушаков В.Л. Дата приоритета: 30.05.2023 г.
Новости лаборатории
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Лаборатория топологических квантовых явлений в сверхпроводящих системах Центра перспективных методов мезофизики и нанотехнологий (10)

Московский физико-технический институт (НИУ) - (МФТИ)

Физика

Долгопрудный

Голубов Александр Авраамович

Нидерланды

2024-2028

Лаборатория кристаллофотоники

Санкт-Петербургский государственный университет - (СПбГУ)

Физика

Санкт-Петербург

Стомпос Константинос

Греция

2022-2024

Лаборатория детекторов синхротронного излучения

Томский государственный университет (НИУ) - (ТГУ)

Физика

Томск

Шехтман Лев Исаевич

Россия

2022-2024