Компактный источник квантового «сжатого» состояния света на чипе создали в России

«Сжатый» свет — это особое квантовое состояние электромагнитного поля.

Разработка позволит производить на основе «сжатого» света компактные сенсоры с огромной чувствительностью для измерений, точность которых превосходит стандартный квантовый предел классического света. К примеру, станет возможным преодоление ограничения работы классических сенсоров с биологическими объектами, когда увеличение мощности светового луча при исследовании не будет приводить к разрушению ткани. Применение «сжатого света» безопасно выведет на новый уровень медицинскую диагностику и исследования живых организмов в целом.

Также разработка открывает дорогу к созданию оптических (фотонных) квантовых компьютеров, использующих для вычислений сжатые состояния. На основе таких систем можно создавать универсальные квантовые компьютеры для практического применения в решении задач оптимизации, к примеру, для повышения эффективности логистики и производственных цепочек.

В целом источники сжатого состояния света существенно расширят возможности практического применения квантовых технологий в телекоммуникационных системах, портативных сенсорах и прототипах квантовых процессоров.

Работа реализована научными группами Квантового центра под руководством Игоря Биленко и Дмитрия Чермошенцева в рамках российской дорожной карты по квантовым вычислениям, которой руководит Госкорпорация «Росатом».

«В мировой науке работа с „сжатым светом“ является одним из наиболее перспективных направлений, важных для развития квантовых технологий. Это тренд, который оседлать пока удалось далеко не всем. Наши ученые заняли по этому направлению передовые позиции: мы находимся в первом эшелоне стран и компаний, которые добились реальных результатов. В ближайших планах — начать разработку квантовых вычислительных систем на основе „сжатого света“ и применить наработки в создании детекторов, в т. ч. биологических», — прокомментировал разработку руководитель научной группы Квантового центра и «Росатом Квантовые технологии» Дмитрий Чермошенцев.

Госкорпорация «Росатом» — глобальный технологический многопрофильный холдинг, объединяющий активы в энергетике, машиностроении, строительстве. Включает в себя более 550 предприятий и организаций, в которых работает около 415 тыс. человек. С 2020 года «Росатом» отвечает за реализацию дорожной карты (ДК) по развитию высокотехнологичной области «Квантовые вычисления». Работа в данном направлении является основой Квантового проекта «Росатома», экосистема которого объединяет 19 научных институтов и университетов, включая более 750+ исследователей и инженеров. 

Важной задачей первого этапа Квантового проекта стало создание российского квантового компьютера: разработаны прототипы четырех вычислителей на ионах, атомах, фотонах и сверхпроводниках — по этому показателю страна вошла в число первых трех стран-лидеров. На сегодняшний день Россия обладает 7 квантовыми процессорами, 5 из них созданы в рамках ДК. 3 квантовых вычислителя достигли размерности 70+ кубитов. Реализация ДК на 2025–2030 гг. нацелена на достижение качественных эффектов развития квантовых технологий в России и овладение практикой применения квантовых технологий, в первую очередь, в российской атомной отрасли, в которой реализуется 30+ пилотных проектов. С 2026 года «Росатом» включается в исследования и разработки в области квантовых сенсоров.