Лаборатория квантовых оптических технологий

Совместный проект Фонда перспективных исследований и физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова

Лаборатория квантовых оптических технологий создана Фондом перспективных исследований в 2014 году на базе физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.

Актуальность ее создания определяется переходом на принципиально новый уровень исследований в области передачи и обработки информации, в том числе фундаментальных современных знаний о состояниях электромагнитного поля и вещества, связи квантовой механики и теории информации.

"За год работы лаборатории были получены важные результаты в области квантовой обработки информации. Кроме того, само создание лаборатории во многом стимулировало разработку Фондом перспективных исследований по поручению Правительства Российской Федерации дорожной карты по созданию в нашей стране технологии квантовой обработки информации. Она разработана в целях получения в средне- и долгосрочной перспективе практически значимых научно-технических результатов мирового и опережающего уровня"

 

Сергей Гарбук,
заместитель генерального директора Фонда - руководитель направления информационных исследований

Сегодня в составе лаборатории работают 29 человек. Трое из них имеют докторские степени, 9 – кандидаты физико-математических наук, 1 – кандидат технических наук. Шестеро сотрудников лаборатории проходят обучение в аспирантуре, один – студент. Подготовлено две кандидатские диссертации в области физико-математических наук. У большинства сотрудников лаборатории имеется богатый опыт исследовательской и инженерной работы над различными проектами в области квантовой оптики, лазерной физики и квантовой обработки информации.

Практически все ведущие специалисты, занятые в проекте, имеют за плечами опыт работы в зарубежных лабораториях Германии, Канады, Республики Корея, Сингапура, США и других стран, что позволяет активно синтезировать как имеющиеся, так и приобретенные знания при решении конкретных задач, поставленных в проекте.

«Сотрудничество с Фондом дало нам возможность собрать на одной научной площадке коллектив высококвалифицированных сотрудников на длительный срок работы. Это позволяет ставить перед собой и решать самые амбициозные задачи. Например, считаю, что мы решили задачу разработки в нашей стране автоматизированной (без участия оператора) защищенной системы квантовой связи с доказуемой криптографической стойкостью. Фактически, речь идет о системах связи, которые не только обеспечивают передачу секретных ключей, но и гарантируют обнаружение любых попыток вторжения/прослушивания. Это крайне актуально в сфере специальных применений и в гражданской сфере – к примеру, для банковских операций. На подходе – сетевые варианты таких систем. На основе результатов текущего проекта и других наработок нашего коллектива за прошедшие 2-3 года мы готовим новый большой проект в области квантовой обработки информации. Надеемся и здесь получить поддержку Фонда»

 

Сергей Кулик,
руководитель лаборатории,
доктор физико-математических наук, профессор

В составе лаборатории действуют несколько научных групп, которые совместно решают целый комплекс взаимно связанных задач для разных ветвей современной квантовой информатики – от устройств защищенных линий связи до квантовых ретрансляторов и вычислителей/симуляторов. Многие из них – это передний край научных исследований, ведущий к появлению новых технологий, связанных с их использованием в прикладных областях.

Группа оптоволоконной квантовой криптографии занимается созданием комплексного продукта – квантовой системы распределения криптографических ключей без участия оператора и с возможностью регенерации. Фактически ученые создают фундамент для перехода от экспериментальных образцов таких систем к созданию глобальной национальной реконфигурируемой квантовой сети, как логического продолжения развития защищенных систем связи.

Группа атмосферной квантовой криптографии концентрируется на создании прототипов релятивистских систем квантовой криптографии, которые могут использоваться для защищенной связи по атмосферному каналу. Также группа успешно занимается разработкой образцов квантовых генераторов случайных чисел – основы защищенной связи.

Группа атомной оптики решает важную задачу, связанную с увеличением расстояния, на котором обеспечивается абсолютная защита систем квантовой связи и разрабатывает прототип квантового ретранслятора.

Группа фемтосекундной лазерной печати работает над несколькими задачами, важнейшей из которых является создание интегральных оптических элементов для реализации однофотонной интерференции – основы реализуемого протокола квантовых коммуникаций.

Группа двухфотонной литографии работает над решением задач, которые позволяют вплотную приблизиться к созданию эффективного однофотонного нелинейного вентиля – элементарного преобразователя, на порядок увеличивающего эффективность выполнения оптических квантовых операций.

 

"Всего за полтора года активной работы лаборатории квантовых оптических технологий коллегам удалось создать конкретные образцы, в числе которых квантовый датчик случайных чисел и интегрально-оптические преобразователи мод. Также созданы стенды тестирования интегрально-оптических элементов и однофотонных детекторов. На подходе – два семейства систем квантовой связи – волоконно-оптической и атмосферной с их последующим объединением в квантовые сетевые структуры"

 

Алексей Заблоцкий,
руководитель проекта Фонда

 

 

 

 

 

ФПИ, МГУ и Ростелеком успешно испытали систему квантовой коммуникации между двумя городами Московской области