Лаборатория искусственных квантовых систем (ИКС) создана в апреле 2014 года по результатам открытого конкурса МФТИ, проведенного в целях реализации программы повышения конкурентоспособности «5–100».
Основные задачи лаборатории ИКС — проведение научных исследований в области экспериментальной физики наноструктур и развитие сверхпроводниковых квантовых технологий, а также обучение студентов и аспирантов современным методам экспериментальной физики. С помощью квантовых технологий можно обеспечить революционные прорывы в области вычислений в интересах современного материаловедения, криптографии, оптимизации различных процессов. Все это определяет несомненную важность и перспективность задач, решаемых лабораторией ИКС.
Наиболее перспективной элементной базой для построения квантового компьютера в настоящее время считаются сверхпроводящие квантовые биты (кубиты). Именно поэтому основными изучаемыми объектами являются кубит и схемы на его основе. Также развиваются практические приложения квантовых цепей для квантовых вычислений, моделирования, метрологии и детектирования.
Впервые сверхпроводящий кубит был продемонстрирован совсем недавно, в 1999 году. На момент создания лаборатории ИКС в России не было опыта получения сверхпроводящих кубитов. Таким образом, в мае 2015 года исследовательский коллектив лаборатории стал первой в России группой, изготовившей кубит, который был измерен совместно с сотрудниками коллективов РКЦ и ИФТТ. За это достижение руководитель лаборатории Олег Астафьев, совместно с Валерием Рязановым и Алексеем Устиновым, удостоились премии «Сделано в России»
В том же году подготовлено помещение для установки лабораторного криостата растворения. Запуск криостата в ноябре 2015 года — важная веха в развитии лаборатории. С этого момента начали появляться первые научные результаты, полученные непосредственно на криостате лаборатории ИКС. Например, впервые продемонстрировано квантовое смешивание микроволн на искусственном атоме (Nature Communications 8, 1352 (2017)), впервые реализовано квантовое взаимодействие между трансмоном и акустическим резонатором (готовится к публикации, arXiv:1710.06476). С другими публикациями лаборатории можно ознакомиться здесь.
Сотрудники лаборатории занимаются не только научными разработками, но и ведут активную деятельность по отладке квантовых технологий в России. Так, в июле 2016 года стартовал проект «Создание технологии обработки информации на основе сверхпроводящих кубитов», который поддерживается Министерством образования и науки РФ, госкорпорацией «Росатом» и Фондом перспективных исследований. Проект нацелен на формирование научного-технического и технологического задела в области создания квантовых компьютеров и систем квантового моделирования свойств материалов. В рамках проекта сформирован консорциум организаций. в который, помимо лаборатории ИКС, вошли лаборатории МИСиС, РКЦ, ИФТТ РАН, МГТУ, ВНИИА и НГТУ. Таким образом объединен технологический и кадровый потенциал российских организаций, работающих в области квантовых технологий. В настоящее время в распоряжении консорциума имеется четыре криостата растворения и полный доступ к трём технологическим центрам с чистыми зонами.
Лаборатория ИКС активно участвует в продвижении полученных результатов. Например, смотрите здесь. Мировые специалисты привлекаются к участию в Международных конференциях по теме сверхпроводимости в России. В частности, в сентябре 2016 года и июле 2017 года, совместно с Лабораторией топологических квантовых явлений в сверхпроводниках МФТИ, сотрудники лаборатории участвовали в организации международных школ для студентов и аспирантов в МФТИ и на Байкале. Эти мероприятия были поддержаны грантом РНФ №15-12-30030 от 08.07.2015 г.
К работе над проектами лаборатории активно привлекаются аспиранты и студенты МФТИ. Имея дело с самыми передовыми и сложными проблемами современной физики, студенты приобретают драгоценный опыт в нанотехнологическом производстве, низкотемпературной технике, микроволновых измерениях, электронике, обработке данных и программировании. Все это, вместе с фундаментальными знаниями, полученными на младших курсах, иллюстрирует систему Физтеха и делает наших выпускников незаменимыми на рынке труда. 8 студентов и 5 аспирантов, взятых под наше крыло - это наш весомый вклад в образовательную деятельность МФТИ. Кроме того, сотрудниками лаборатории разработан и ведется базовый курс «Сверхпроводящие квантовые системы».
Заведующий лабораторией
Астафьев Олег Владимирович, профессор
oleg.astafiev@rhul.ac.uk
+44 (0) 1784-414-196 (Англия), +7 (967) 234-77-63 (Россия).
Контактные лица
Храпач Иван Николаевич, Ph.D., зам. зав. лаб. по науке
ik@rqc.ru
+7 (926) 460-19-71
Логинова Елена Николаевна, к.х.н., зам. зав. лаб. по общим вопросам
eloginova@yandex.ru
+7 (910) 431-05-68
Адрес
141700, Московская обл., г. Долгопрудный, Институтский пер., 9
Лабораторный Корпус, комнаты 402А, 407, 124, 15-17, 18, 19-20
