Зачем челябинские ученые создают фотонную «пушку»
8 Сентября 2020
Фото: сайт ЮУрГУ
Источник запутанного света поможет приблизить создание квантового компьютера.
Южноуральские ученые создают источник запутанного света, который будет обладать заранее заданными свойствами и может дать толчок для создания квантового компьютера. Они уже теоретически обосновали свое ноу-хау, теперь перешли к экспериментам.
Проводить опыты исследователи теперь смогут на новейшем оборудовании мирового класса, которое лаборатория квантовой обработки информации и квантовых материалов ЮУрГУ получила к новому учебному году.
Команда ученых института естественных и точных наук под руководством профессора, доктора физико-математических наук Сергея Подошведова развивает IT-технологии, которые послужат созданию оптического квантового компьютера. Еще недавно они могли проводить лишь теоретические исследования, но после приобретения нового экспериментального техарсенала перед ними открылись возможности для проверки открытий на практике.
Как пояснили разработчики, лаборатория квантовой обработки информации и квантовых вычислений была создана в вузе 1 марта 2019 года. В своей работе ученые объединили результаты собственных исследований и опыт зарубежных коллег, в том числе известного в научном мире создателя квантового компьютера, члена международного научного совета ЮУрГУ доктора Джейвана Кима, и.о. президента южнокорейского Института перспективных исследований (KIAS).
Его бывший ученик, профессор ЮУрГУ Сергей Подошведов, разработал ключ от квантового компьютера — математическую теорию, которая основывается на взаимодействии между макро- и микроквантовыми состояниями.
«К сожалению, сегодня квантовый компьютер — это только идея, гипотетическое устройство, — говорит он. — Он может работать в миллионы раз быстрее традиционных компьютеров. Такая супер-ЭВМ сможет, нарушая законы классической физики, передавать информацию практически мгновенно, в миллионы раз быстрее скорости света. Это уже подтверждено лабораторными группами, правда, пока только на уровне микромира, и механизму этого явления еще не найдено научное объяснение».
По словам ученого, возможности применения этих ноу-хау практически безграничны. Это передача секретного ключа с использованием правил микромира. Уже появились такие науки, как квантовая биология, квантовая литография. Причем создание квантового компьютера позволит взломать любые классические коды, и у финансистов и военных уже не будет секретов.
Лаборатория квантовой обработки информации и квантовых вычислений спроектирована так, чтобы обеспечить максимальную виброзащиту новейшего оборудования. Она оснащена специальным оптическим столом на пневмоопорах, соединенных с компрессором, что обеспечивает активную защиту оборудования от вибрации.
Экспериментальная база исследователей впечатляет. По их словам, в числе последних новинок — гелий-кадмиевый лазер. Он обладает высокой стабильностью излучения и высокой когерентностью. То есть световые волны распространяются синхронно, отставая одна от другой на определенную величину. Создание квантового компьютера должно подтолкнуть появление здесь двух детекторов производства фирмы Excelitas. Это оптомеханическое оборудование позволяет провести все нужные преобразования со светом до того, как из фотонной системы будет извлекаться информация.
«Наши экспериментальные усилия направлены на создание детерминированного (с заданными свойствами) источника запутанного света независимого от начальных условий, — пояснил Сергей Подошведов. — Создание такого источника запутанности с заданными свойствами — ключевой момент для практической реализации всех квантовых протоколов, включая создание квантового компьютера. Мы уже получили теоретические результаты, опубликовали их, а теперь проверяем идеи на практике. Это новый и свежий момент в направлении оптических технологий, включая реализацию квантового компьютера».
Проводить опыты исследователи теперь смогут на новейшем оборудовании мирового класса, которое лаборатория квантовой обработки информации и квантовых материалов ЮУрГУ получила к новому учебному году.
Команда ученых института естественных и точных наук под руководством профессора, доктора физико-математических наук Сергея Подошведова развивает IT-технологии, которые послужат созданию оптического квантового компьютера. Еще недавно они могли проводить лишь теоретические исследования, но после приобретения нового экспериментального техарсенала перед ними открылись возможности для проверки открытий на практике.
Как пояснили разработчики, лаборатория квантовой обработки информации и квантовых вычислений была создана в вузе 1 марта 2019 года. В своей работе ученые объединили результаты собственных исследований и опыт зарубежных коллег, в том числе известного в научном мире создателя квантового компьютера, члена международного научного совета ЮУрГУ доктора Джейвана Кима, и.о. президента южнокорейского Института перспективных исследований (KIAS).
Его бывший ученик, профессор ЮУрГУ Сергей Подошведов, разработал ключ от квантового компьютера — математическую теорию, которая основывается на взаимодействии между макро- и микроквантовыми состояниями.
«К сожалению, сегодня квантовый компьютер — это только идея, гипотетическое устройство, — говорит он. — Он может работать в миллионы раз быстрее традиционных компьютеров. Такая супер-ЭВМ сможет, нарушая законы классической физики, передавать информацию практически мгновенно, в миллионы раз быстрее скорости света. Это уже подтверждено лабораторными группами, правда, пока только на уровне микромира, и механизму этого явления еще не найдено научное объяснение».
По словам ученого, возможности применения этих ноу-хау практически безграничны. Это передача секретного ключа с использованием правил микромира. Уже появились такие науки, как квантовая биология, квантовая литография. Причем создание квантового компьютера позволит взломать любые классические коды, и у финансистов и военных уже не будет секретов.
Лаборатория квантовой обработки информации и квантовых вычислений спроектирована так, чтобы обеспечить максимальную виброзащиту новейшего оборудования. Она оснащена специальным оптическим столом на пневмоопорах, соединенных с компрессором, что обеспечивает активную защиту оборудования от вибрации.
Экспериментальная база исследователей впечатляет. По их словам, в числе последних новинок — гелий-кадмиевый лазер. Он обладает высокой стабильностью излучения и высокой когерентностью. То есть световые волны распространяются синхронно, отставая одна от другой на определенную величину. Создание квантового компьютера должно подтолкнуть появление здесь двух детекторов производства фирмы Excelitas. Это оптомеханическое оборудование позволяет провести все нужные преобразования со светом до того, как из фотонной системы будет извлекаться информация.
«Наши экспериментальные усилия направлены на создание детерминированного (с заданными свойствами) источника запутанного света независимого от начальных условий, — пояснил Сергей Подошведов. — Создание такого источника запутанности с заданными свойствами — ключевой момент для практической реализации всех квантовых протоколов, включая создание квантового компьютера. Мы уже получили теоретические результаты, опубликовали их, а теперь проверяем идеи на практике. Это новый и свежий момент в направлении оптических технологий, включая реализацию квантового компьютера».
Поделиться
