Адрес e-mail:

Научный семинар

2019 осень

В этом семестре научный семинар кафедры проходит по четвергам в 18:30 в Большой Физической аудитории ЛК.


17 октября, Всеволод Яшин

"Общая теория квантовых кодов, исправляющих ошибки".

Аннотация:
В работах П. Шора, А. Стина, Е. Книлла, Р. Лафламма и прочих была разработана теория квантовых кодов, исправляющих ошибки. В докладе будет сформулирована общая математическая модель исправления ошибок, разобраны примеры  некоторых кодов.



10 октября, Михаил Перельштейн

"Noise characterization of the mesoscopic devices via superconducting qubit".

Аннотация:
Full Counting Statistic (FCS) is a powerful tool for noise characterization in complex systems. Specifically, statistics of transmitted charge can be exploit in the mesoscopic contacts characterization - in rapidly developing experiments on quantum information processing the charge noise is an urgent issue and needs a detailed analysis. However, fast and accurate measurement of FCS in such systems remains an experimentally challenging problem. At the same time coplanar superconducting quantum circuits comprising a transmon type artificial atom represents very simple but very fruitful simulator of light-matter interaction, therefore it can be used as a platform for noise metrology. We present a strategy for the non-invasive measurement of the Full Counting Statistics by a transmon artificial atom with a set of different couplings λ to the mesoscopic conductor. The scheme involves multiple readings of Ramsey sequences at the different coupling strengths that can be achieved by tuning the qubit energy. Moreover, the experimental implementation was analyzed and the device design was tested.



12 сентября, Артем Мельников

"Реализация эволюции под действием неэрмитового гамильтониана на квантовом компьютере".

Аннотация:
Традиционная квантовая механика основана на предположении, что Гамильтониан системы должен быть Эрмитовым, что гарантирует действительность собственных значений энергии. Однако в 1998 году Бендер и Беттчер обнаружили, что специальное семейство неэрмитовых Гамильтонианов, имеющих четность P (пространственное отражение) и T (обращение во времени), все еще могут иметь действительные энергетические спектры. Эти типы Гамильтонианов, которые коммутируют с совместным оператором PT (т.е. [H, PT] = 0), классифицируются как PT-симметричные Гамильтонианы. В данной работе было экспериментально исследовано поведение заселенности уровней и поведение запутанности в случаях PT-симметричного и PT-несимметричного Гамильтониана. Неэрмитовые гамильтонианы же полезны тем, что их свойства могут быть использованы для повышения чувствительность квантовых сенсоров.



5 сентября, Асель Сагингалиева, Алексей Кодухов, Валерия Пастушенко

"Практические методы квантовой криптографии".

Аннотация:
В докладе будут рассмотрены основные методы квантового распределения ключей, доведенные до практической реализации и в ряде случаев до коммерческого использования. Будут представлены технологии противодействия перехватчику при использовании ослабленного лазерного излучения и в условиях затухания.


2019 весна

В этом семестре семинар проводится по четвергам в 17.05. Место проведения -- Актовый зал ЛК


18 апреля, серия докладов от группы студентов 2 курса

"Реализация алгоритма Ллойда на квантовом компьютере".



11 апреля, Кужамуратова Ксения

"Квантово-информационные свойства канала Ландау-Стритера".

Аннотация:
В докладе представлены результаты исследования канала Ландау-Стритера. Рассматриваются его свойство ковариантности, спектр и выходная энтропия, деградируемость и антидеградируемость, различные пропускные способности. Также даются некоторые общие вводные сведения, касающиеся квантовых каналов.


4 апреляприглашенный лектор Pekola Jukka (Aalto University)

"Quantum heat transport by photons in superconducting circuits".

Аннотация:
I first review the physics and experimental status of quantized heat conductance in nanostructures. Then I move on to our recent experiments on photonic heat transport in superconducting quantum circuits, where different physics emerges depending on the hierarchy of various coupling strengths. I also present our recent observations of heat current rectification.
Work done in collaboration with Bayan Karimi, Jorden Senior, Alberto Ronzani, Azat Gubaydullin, Yu-Cheng Chang and Joonas Peltonen.
Презентация


28 марта
, Кужамуратов Арсен

"Стабилизация излучения многомодового диодного лазера внешним микрорезонатором".

Аннотация:
Оптические резонаторы с модами шепчущей галереи (МШГ), основанные на эффекте полного внутреннего отражения света, на данный момент получили широкое распространение в оптике и фотонике. Гигантская добротность, соответственно, большое время циркуляции света в компактных резонаторах МШГ открывают новые возможности для создания датчиков и сенсоров, в которых изменение добротности или  резонансной частоты могут служить для анализа свойств окружающей среды. Резонатор с МШГ в качестве внешнего высокодобротного резонатора можно использовать для сужения линии лазера вплоть до суб-Герцового уровня. В докладе будет описана оптическая схема затягивания излучения многомодового диодного лазера внешним высокодобротным микрорезонатором.
Презентация


14 марта
, Перельштейн Михаил

"Квантовая метрология с использованием сверхпроводящего искусственного атома типа трансмон в режиме кутрита".

Аннотация:
Современные исследования в области квантовой метрологии показали, что точность измерений физических величин может быть существенно улучшена. В то же время копланарные сверхпроводящие системы, содержащие искусственный атом трансмон, представляют собой довольно простой, но очень плодотворный симулятор взаимодействия излучения с веществом, и потому могут эффективно использоваться в качестве платформы для квантовой метрологии.
Нами было продемонстрировано, что сверхпровоядщий кубит может быть использован в качестве высокоточного детектора магнитного поля [npj Quantum Informationvolume 4, 29]. Так же мы показали, что трансмон, работающий в режиме кутрита (трехуровненвая система), обладает улучшенными характеристиками в роли датчика магнитного поля. В докладе будет подробно описан алгоритм при работе с кутритом и показана оптимальная (в смысле количества извлеченной информации) процедура. Помимо этого будет показано, что учет эффектов релаксации и декогеренции требует изменения метрологического алгоритма: он может быть оптимизированным в случае системы с 3 уровнями, чего нельзя сделать в случае кубита.
Презентация


7 марта, Воронин Кирилл

"Полевые транзисторы на основе двумерных материалов для создания фотодетекторов видимого и инфракрасного диапазона".

Аннотация:
Сейчас по всему миру активно разрабатываются фотодетекторы на основе графена и других двумерных материалов. Предлагаются приборы, работающие на различных физических принципах : p-n переходы, поглощение света за счет квантовых точек или плазмонных металлических наноструктур, возбуждение плазмонов в графене, фотогейтинг и другие. Но во всех этих приборах используется идея полевого транзистора с каналом из двумерного материала. Мы изучаем процессы, протекающие в таких системах, так как, кроме того, что эти эффекты должны быть учтены при рассмотрении любых фототранзисторов, на их основе также можно создавать приборы с новыми свойствами. В докладе будут представлены результаты измерений основных характеристик такого прибора с небольшим теоретическим анализом.


28 февраля, Кенбаев Нурболат и Сагингалиева Асель

"Three-state quantum cryptography".

Аннотация:
Невозможность достоверного различения состояний из неортогонального набора. Краткое описание протокола B92.
•Описание протокола на 3 неортогональных состояниях.
•Стратегии измерения Евы:
1) Для уменьшения ошибки
2) Для увеличения взаимной информации
Статья


21 февраля
, Яшин Всеволод

"Квантовая логика".

Аннотация:
Математические основания квантовой механики былы сформулированы к середине 20-го века. Важную роль в становлении оснований сыграли работы Джона фон Неймана, в особенности "Mathematical Foundations of Quantum Mechanics" 32 года. В этой работе он впервые заметил, что проекторы на гильбертовом пространстве можно сопоставить с логическими высказываниями о физических наблюдаемых. В 36 году совместно с Гарретом Биркгофом была написана статья "The Logic of Quantum Mechanics", в которой была изучена алгебраическая структура системы таких высказываний. Так появилась "квантовая логика". Цель моего выступления -- пояснить, на каких принципах фон Нейман строил квантовую логику, и рассказать об основных результатах, полученных при изучении этой области.
Презентация


14 февраля
1) А.Хмелев

"Satellite-to-ground quantum key distribution".

Аннотация:
A brief review of Sheng-Kai Liao's scientific article. Experimental problems, solutions, methods and results. On the basis of the received data is further design of the receiver in the laboratory RQC and plans the implementation of the session quantum secure communication with Chinese satellite "Micius".

2) Глинов Артем 

"Quantitative description of correlations accompanying non-Markovian quantum dynamics under mixing of Markovian processes". 

Аннотация:
One of the existing quantum processes non-Markovianity measures is based on the trace distance (distinguishability) of quantum states and closely connected to the information backflow concept. However, there are some examples witnessing that a non-Markovianity criterion resulting from the measure shows non-Markovianity of Markovian processes mixtures. This counter-intuitive result was explained in the paper “Mixing-induced quantum non-Markovianity and information flow” by H.-P. Breuer et al. where a suitable microscopic model is developed. We expand it, considering a special depolarizing channel, calculate correlations in the model and obtain the non-Markovianity measure as some bijective and monotonic function of a well-defined depolarization parameter for a paper example as well as a non-Markovianity upper bound determined via this parameter in a general case. 
Презентация   



2018 осень

В этом семестре научный семинар кафедры проходит по средам в 17:05 в 521ГК.


11 октября, (19:00 в 239 НКприглашенный лектор Вадим Макаров (RQC) 

"Взлом и сертификация квантовой криптографии"

Abstract:  Протоколы квантовой криптографии в принципе взломать невозможно, потому что их безопасность основана на законах квантовой физики. Но при
реализации протоколов в оборудовании и программном обеспечении возникает
много неидеальностей и огрехов, ведущих к отличиям реализации от
теоретической модели. В лекции будут рассмотрены примеры таких
неидеальностей, как их можно использовать для взлома протоколов, и как с
этим борются. (Предполагается, что слушатели знакомы с основами квантовой
криптографии.)

Вадим Макаров с этого года -- ведущий научный сотрудник Российского
Квантового Центра, где он заведует лабораторией квантового взлома. До
этого 20 лет работал в Канаде, Норвегии, Южной Корее.


10 октября

Докладами по темам дипломных работ:

1) Екатерина Архипова, "Нейросетевой подход к анализу интерференционного паттерна";
2) Пётр Андреев, "Криптографический протокол Y-00";
3) Данил Лыков, "Квантовая метрология с помощью Линейной Оптики".

3 октября

Докладами по темам дипломных работ:

1) Артем Иванов, "Приготовление, манипулирование и томография квантовых состояний света";
2) Пётр Андреев, "Протокол Y-00";
3) Евгений Гадыльшин, "Численные методы моделирования открытых квантовых систем"

2018 весна

В этом семестре научный семинар кафедры проходит по средам в 18:30 в 239 ГК.


23 января, приглашенный лектор Владимир Манучарян (университет Мэриленда, США)

"На пути к квантовому компьютеру на сверхпроводящих электросхемах"

Доступна видеозапись.

Аннотация: 
Из многих физических платформ для будущего квантового компьютера, сверхпроводящие электрические схемы (цепи) выделяются из-за замечательного сочетания больших времен когерентности, больших констант взаимодействий, а также возможностей скейлинга. Эти цепи состоят из трех основных элементов: емкость, индуктивность, и джозефсоновский туннельный переход - слабая связь между двумя сверхпроводниками - феноменологически рассматриваемыми как нелинейная и бездиссипативная индуктивность. Переход Джозефсона является ключевым элементом квантовых цепей, как транзистор для обычного компьютера. Однако, в отличие от обычных компьютерных чипов, здесь резисторы запрещены, чтобы предотвратить потерю энергии и, следовательно, потерю квантовой информации. При соответствующих экспериментальных условиях, включая милликельвиновые температуры, высококачественную нанофабрикацию, чистый микроволновой дизайн и умные методы измерения, электрические ток и напряжение в таких схемах ведут себя как квантово-механические переменные. Другими словами, электросхема может вести себя как атом водорода или, более общим образом, как "частица в потенциале", где координата заменяется коллективным заряда на пластине конденсатора или потоком в катушке индуктивности, а параметры гамильтониана могут быть определены пользователем в процессе фабрикации. Возбужденные состояния искусственных "электросхемных" атомов соответствуют бозонным возбуждениям сверхпроводящего конденсата на частотах, как правило, в полосе 1-20 ГГц, точно такой, что используется для современных телекоммуникаций, от сотовой до спутниковой. Эти возбужденные состояния используются для хранения и обработки одного бита квантовой информации (сверхпроводящего кубита) и позволяют выполнять логические операции (двухкубитовые гейты) путем логического соединения и разъединения пары кубитных цепей. 
Несмотря на значительный прогресс за последнее десятилетие в увеличении времен когерентности сверхпроводящих кубитов, в настоящее время точность логических операций по-прежнему ограничена декогерентностью. Она включает в себя спонтанное излучение искусственных атомов в их богатую твердотельную среду (релаксация энергии) и медленный дрейф частоты перехода (дефазировка). Наиболее частые механизмы декогеренции являются общими для твердотельной системы: оксидные слои на подложках и металлических пленках содержат микроскопические дефекты, которые могут поглощать фотоны (СВЧ диэлектрических потерь) и создают флуктуации магнитного поля (флакс-шум); неидеальная термализация создает квазичастицы в конденсате, которые создают конечное сопротивление (квазичастичные потери). Мы расскажем про последние эксперименты группы Superconducting Circuits из университета Мэриленд (University of Maryland), с целью разработки искусственных атомов с существенно более длительным временем когерентности и более высокой точностью 2-кубитной логики. Наши усилия сосредоточены вокруг искусственных атомов известных под ником fluxonium, включающих большое количество переходов Джозефсона (за 100). Fluxonium имеет «низкочастотный» переход на примерно 0,5-1 ГГц, используемый для хранения долгоживущего состояния кубита, и переход «высокой частоты» около 5-10 ГГц, используемого для гейтов. Уменьшение частоты переходов в кубитах и разделение функций памяти и логики в различные переходы имеют архитектурные преимущества по сравнению с обычными кубитами "transmon" (одночастотного типа). Такое разделение характерно для атомных часов и ионных кубитов, но практически не исследовано для сверхпроводящих атомов. Наши первоначальные результаты свидетельствуют о том, что возможно достигнуть времени когерентности до 1 миллисекунды так, чтобы при этом время 2-кубитной операции снизилось до 100 наносекунд. Такие устройства могут существенно снизить текущие издержки для квантовой коррекции ошибок и приблизить реализацию функционального квантового компьютера.


14 мая, приглашенный лектор Jacob Biamonte (Skoltech)

 "Tensor Networks in Quantum Enhanced Machine Learning"

Аннотация:
We provide a concise introduction to tensor networks, leading to their contemporary use in quantum computing, quantum enhanced machine learning and in understanding the complexity of Hamiltonians.

16 апреля, Алексей Валентинович Ильин 

"Как изучать английский язык, чтобы хорошо писать статьи"

Аннотация:
В лекции будут рассмотрены следующие вопросы: Логика делового письма. Связь лингвистики с другими науками. Особенности прямого и обратного отображения русского языка на английский. Причины некоторых распространённых ошибок перевода. Понятие контекста. Как эффективно изучать иностранный язык. Метаязык и его роль в переводе. Метаязык в науке и культуре. Так как же писать научные статьи на английском?
Видеозапись лекции 

2 апреля, Алексей Федоров (RQC)

"Quantum-secured blockchain"

Аннотация статьи:
Blockchain is a distributed database which is cryptographically protected against malicious modifications. While promising for a wide range of applications, current blockchain platforms rely on digital signatures, which are vulnerable to attacks by means of quantum computers. The same, albeit to a lesser extent, applies to cryptographic hash functions that are used in preparing new blocks, so parties with access to quantum computation would have unfair advantage in procuring mining rewards. Here we propose a possible solution to the quantum-era blockchain challenge and report an experimental realization of a quantum-safe blockchain platform that utilizes quantum key distribution across an urban fiber network for information-theoretically secure authentication. These results address important questions about realizability and scalability of quantum-safe blockchains for commercial and governmental applications.
Ссылка на статью: https://arxiv.org/abs/1705.09258
E.O. Kiktenko, N.O. Pozhar, M.N. Anufriev, A.S. Trushechkin, R.R. Yunusov,Y.V. Kurochkin, A.I. Lvovsky, A.K. Fedorov
(Submitted on 25 May 2017 (v1), last revised 26 May 2017 (this version, v2))
Видеозапись лекции


26 марта, Мусина Лилия

Реферативный доклад по статье J. Biamonte, et al. - Quantum Machine Learning, Nature 549, 195-202 (2017)

Аннотация статьи:
Recent progress implies that a crossover between machine learning and quantum information processing benefits both fields. Traditional machine learning has dramatically improved the benchmarking and control of experimental quantum computing systems, including adaptive quantum phase estimation and designing quantum computing gates. On the other hand, quantum mechanics offers tantalizing prospects to enhance machine learning, ranging from reduced computational complexity to improved generalization performance. The most notable examples include quantum enhanced algorithms for principal component analysis, quantum support vector machines, and quantum Boltzmann machines. Progress has been rapid, fostered by demonstrations of midsized quantum optimizers which are predicted to soon outperform their classical counterparts. Further, we are witnessing the emergence of a physical theory pinpointing the fundamental and natural limitations of learning. Here we survey the cutting edge of this merger and list several open problems.
Файлы: Презентация
Ссылка на статью: arXiv 

21 марта, Землянов Владислав

"Реализация куквартного метрологического протокола в линейной оптике"

Аннотация:
В докладе рассматривается кудитный метрологический протокол алгоритма оценки фазы, основанного на квантовом преобразовании Фурье, и особенности реализации варианта алгоритма по основанию 4 в линейной оптике.

7 марта, Воронин Кирилл

"Высокочувствительные биосенсоры на основе плазмонных кольцевых микрорезонаторов"

Аннотация:
В последние годы предложены различные конструкции оптических безмаркерных биосенсоров. Известными и хорошо исследованными являются оптические биосенсоры на основе фотонных кольцевых микрорезонаторов. С развитием плазмоники открывается много возможностей для создания новых типов биосенсоров. В данной работе предложена схема компактного биосенсора с плазмонным кольцевым микрорезонатором. Работа рассматриваемого биосенсора была проанализирована с использованием аналитических расчетов и численного моделирования в программном пакете COMSOL Multiphysics, приведены расчеты чувствительности резонатора, проведен анализ эффективности биосенсора в зависимости от геометрических параметров. Несмотря на то, что плазмонный резонатор уступает фотонному по добротности, для биосенсора, основанного на плазмонном микрорезонаторе удается достичь большой чувствительности, более чем в два раза превосходящей чувствительность фотонного биосенсора.

21 февраля, Кирсанов Никита

"Динамика энтропии в системе взаимодействующих кубитов"

Аннотация:
Второе начало термодинамики гласит, что в изолированной системе энтропия не убывает. Это же справедливо и в квантовом случае, когда эволюция энергетически изолированной системы может быть описана с помощью так называемого унитального квантового канала. Вместе с тем, энтропия системы, чья эволюция происходит под воздействием неунитального квантового канала, в принципе может убывать. В работе, которой будет посвящен семинар, были проанализированы процессы, происходящие с изменением энтропии, с позиций ранее сформулированной квантовой H-теоремы. Так, была рассмотрена работа демона Максвелла, оперирующего кубитом, а также моделирование процессов нагревания и охлаждения в системе из двух кубитов. Кроме того, было показано, как наличие малой начальной корреляции квантовой системы и резервуара может повлиять на увеличение энтропии первой в процессе термализации.

7 февраля, Тиунов Егор Сергеевич (RQC)

"Запутанность между волновым и поляризационным кубитами"

Аннотация:
В век развития квантовых технологий разные системы выполняют разные задачи. Такие системы грубо можно разделить на две категории. Особенностью одной из категорий является неоднородная структура энергетических уровней. Из этих уровней выбирают два и оперируют ими как кубитом. Другие системы напротив имеют эквидистантную систему уровней à la гармонический осциллятор. В таких системах естественно оперировать непрерывными степенями свободы, такими как координата и импульс. Для того чтобы связать данные системы необходим посредник, который бы обладал как дискретными так и непрерывными степенями свободы. Свет является прекрасным посредником для таких целей. В нашей экспериментальной работе был создан экспериментальный протокол для создания запутанности между поляризационным и волновым кубитами. Такое квантовое состояние света может являться связующим звеном для систем с разными степенями свободы.


2017 осень

В этом семестре научный семинар кафедры проходил по средам в 15:30 в 516 ГК.



13 декабря, Тарадин Алексей

"Efficient curvilinear coordinate method for grating diffraction simulation"

Файлы: Презентация

13 декабря, Архипова Екатерина

"Модель Изинга"


6 декабря, приглашенный лектор Julio Lopez

"New quantum thermodynamics inequalities for qubit and continuous variable systems"

Abstract:
The positivity conditions of the relative entropy for two quantum states are used to obtain a relation for a general density matrix to achieve thermal equilibrium. This is expressed in a new quantum thermodynamics inequality that relates the entropy, the mean value of the Hamiltonian and the partition function of the system. This inequality is studied for a qubit and for Gaussian states as examples. In the case when both quantum states are in thermal equilibrium then we present new upper and lower limits for the difference of their entropies. These limits are expressed in terms of mean values of the Hamiltonians of both systems and can be used as an approximation to the analytical value.

29 ноября, Пиров Хуррам

"Entanglement and teleportation between polarization and wave-like encodings of an optical qubit"

Файлы: Статья

22 ноября, Николаева Анастасия

"Атаки на протокол квантовой криптографии COW"

Файлы: Презентация

15 ноября, Кужамуратова Ксения

"Квантовые преобразования и квантовые каналы" (продолжение)

Файлы: Презентация

8 ноября, Пахомчик Алексей

"Квантовая термодинамика: результаты вычислений на IBM Qcomp"

Файлы: Презентация

1 ноября, Кужамуратов Арсен

"Гомодинный детектор для квантовооптических измерений" (продолжение)

Файлы: Презентация, Часть дипломной работы

25 октября, Кужамуратов Арсен

"Гомодинный детектор для квантовооптических измерений"

Файлы: Презентация, Часть дипломной работы

18 октября, Кужамуратова Ксения

"Квантовые преобразования и квантовые каналы"

Файлы: Презентация

11 октября, Землянов Влад

"Квантовая метрология с использованием трансмонного кутрита" (продолжение)

Файлы: Презентация

4 октября, Шляхов Антон

"Квантовая метрология с использованием трансмонного кутрита"

Файлы: Презентация

27 сентября, Перельштейн Михаил

"Параметрические усилители с квантовым уровнем шума на джозефсоновских переходах"

Файлы: Презентация

20 сентября, Лесовик Г.Б., Фещенко Илья, Кирсанов Никита

"Квантовая термодинамика: краткое введение и последние результаты" (продолжение обсуждения вычислений на IBM Qcomp)

Файлы: Презентация

13 сентября, Лебедев А.В., Лесовик Г.Б., Пахомчик Алексей, Фещенко Илья, Кирсанов Никита

"Квантовая термодинамика: краткое введение и последние результаты"

Если вы заметили в тексте ошибку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

МФТИ в социальных сетях