Адрес e-mail:

Лаборатория физики квантовых информационных технологий

Заведующий лабораторией

Лесовик Гордей Борисович ФИО: Лесовик Гордей Борисович
Ученая степень: д.ф.-м.н.
Основное место работы: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский физико-технический институт (государственный университет)» (МФТИ)
Общее число цитирований в Web of Science по ResearcherID: 2958
Максимальное цитирование одной статьи: 539
e-mail: glesovik@yandex.ru


Направления деятельности лаборатории
Лаборатория занимается разработкой квантовых устройств для обработки информации и соответствующих методов, необходимых для функционирования таких устройств.
Конкретные направления на ближайшее будущее:

  1. Задачи квантовой метрологии (создания сенсоров). Мы разрабатываем алгоритмы и применяем их в экспериментах на кубитах типа "трансмон" в кубитном и кутритном режимах. Планируются эксперименты на кубитах типа "флаксониум". Кроме того, в лаборатории планируются метрологические эксперименты в рамках линейной оптики (с кудитными схемами) и на NV-центрах в алмазах, а также разработка и реализация оптических генераторов случайных чисел.
  2. Реализация разработанных нами квантовых протоколов на открытом 5-кубитном квантовом компьютере в IBM, в частности алгоритмов обращения времени. Работы по развитию H-теоремы и реализация "квантового демона Максвелла" (говоря шире, по квантовой термодинамике). Эти работы имеют несомненную ценность с фундаментальной точки зрения, а со временем могут перейти в практическую плоскость.
  3. Для доведения чувствительности квантовых сенсоров до физически реализуемого максимума, необходимы усилители с предельной квантовой эффективностью. Мы участвуем в разработке и тестировании таких усилителей в сотрудничестве с коллегами в Аалто, и рассчитываем на изготовление собственных образцов в МФТИ. Мы также осуществляем и планируем продолжать разработку вычислительных алгоритмов, реализуемых на малокубитных схемах, и экспериментальную реализацию таких схем при помощи искусственных атомов различных видов. Кроме того, в более отдаленной перспективе планируется разработка квантовой элементной базы на основе новых сверхпроводящих материалов с более высокой температурой сверхпроводяего перехода, чем у алюминия.


Новости

  1. 16/01/2018
    23-го января в 17-05 в 110 КПМ состоится важная и интересная лекция известного специалиста по сверхпроводящим кубитам профессора Владимира Манучаряна (университет Мэриленда, США).
    Название:
    "На пути к квантовому компьютеру на сверхпроводящих электросхемах"
    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.
  2. 10/12/2017
    6 декабря 2017 года выдающийся специалист по квантовой информатике и криптографии проф. Ренато Реннер (Цюрих) выступил с лекцией на тему "Quantum Cryptography, open problems and perspectives".
    Видеозапись выступления доступна на Youtube-канале кафедры.
  3. 21/07/2017
    По результатам конкурсного отбора на финансирование развития научных и прикладных лабораторий в рамках реализации Программы 5-100 поддержку получила одна из базовых лабораторий образовательной программы (Лаборатория физики квантовых информационных технологий под руководством Лесовика Г.Б.).

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

МФТИ в социальных сетях

soc-vk soc-fb soc-tw soc-li soc-li soc-yt
Яндекс.Метрика