ENG    РУС Вход для сотрудников 
LQO logo
Центр "Квантовая оптика и квантовая информатика" Институт физики им. Б.И.Степанова
Национальной академии наук Беларуси
О нас
Сотрудники
Публикации
Контакты
 LQO staff photo

Центр «Квантовая оптика и квантовая информатика» Института физики им. Б.И. Степанова НАН Беларуси образован в 2015 году путем переименования Лаборатории квантовой оптики, созданной в 1994 году. В настоящее время в составе Центра 25 сотрудников, среди которых 7 докторов и 7 кандидатов наук, один академик и один член-корреспондент НАНБ. Заведующим Центра с момента его создания в 1994 году является доктор физ.-мат. наук, профессор, академик НАН Беларуси Сергей Яковлевич Килин.

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ:

  • Квантовая оптика 2.0
  • Эволюция состояний открытых квантовых систем
  • Квантовые метрология (микроскопия, ghost imaging) и сенсорика
  • NV-центры в алмазе и другие твердотельные реализации кубитов
  • Квантовые компьютеры и коммуникации 2.0
  • Искусственные нейронные сети на основе квантово-оптических систем
  • Нелинейные стохастические процессы в лазерных системах
  • Научно-учебные комплексы в области квантовой оптики и информатики.

ОБОРУДОВАНИЕ

В Центре имеется необходимое оборудование для проведения экспериментальных исследований с одиночными фотонами в области квантовой оптики, квантовой коммуникации и квантовой сенсорики на мировом уровне.
Детектор одиночных фотонов 1. Детекторы одиночных фотонов фирмы idQuantique.
Высокоскоростная время-разрешающая матрица SuperEllen 2. Высокоскоростная время-разрешающая матрица SuperEllen из 32x32=1024 лавинных детекторов одиночных фотонов, изготовленных по 150-нанометровой КМОП технологии и снабженных собственной оцифровкой времени отсчета.
Быстродействующий цифровой осциллограф Tektronix MSDO64-BW4 3. Быстродействующий цифровой осциллограф Tektronix MSDO64-BW4 с полосой 4 ГГц и частотой выборок до 25 ГГц.
Анализатор оптического спектра 771A-NIR-APC 4. Анализатор оптического спектра 771A-NIR-APC (Bristol Instruments).
Cканирующий ближнеполевой оптический 5. Cканирующий ближнеполевой оптический микроскоп c латеральным разрешением - 100 нм, по высоте -0.1нм.

МЕЖДУНАРОДНОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО

1986-2019 – организация и проведение серии 16-ти Международных конференций по квантовой оптике и квантовой информатике ICQOQI.
2006, Минск, ICQO XI

2006, Минск, ICQO XI


Многочисленные международные проекты, включая проекты NSF, FP6, Horisont 2020: EQUIND «Сконструированная квантовая информация в наноструктурированном алмазе», SUPERTWIN «Микроскопия сверхвысокого разрешения на перепутанных состояниях фотонов», PhoG «Субпуассоновский фотонный генератор на основе когерентной диффузной фотоники» и др.
Сергей Килин с лауреатом Нобелевской премии 2022 года Антоном Цайлингером в Вене в 2014 году

С лауреатом Нобелевской премии 2022 года Антоном Цайлингером в Вене в 2014 году


ДОСТИЖЕНИЯ & РАЗРАБОТКИ

  • Первый русскоязычный обзор по квантовой информации (1999г.)

  • Обзор по квантовой информации



  • Схема квантового процессора на основе NV центров в алмазе и ядерных спинов изотопа 13С (совместно с университетом Штутгарта, 2001 г.).
  • Обзор по квантовой информации


  • Первая в СНГ оптоволоконная линия квантового распределения ключа на основе кодирования фотонов во временные окна (time-bin coding) 50 км (2007г.).
  • Алиса

    "Алиса"

    Число зарегестрированных отсчётов
    Боб

    "Боб"

    Квантовая криптография

  • Квантово-оптические генераторы случайных чисел на одиночных фотонах, обеспечивающие гарантированное качество случайных последовательностей. Разработанные уникальные генераторы используются в криптографических системах обеспечения информационной безопасности.

    Квантово-оптический генератор случайных чисел 1 Квантово-оптический генератор случайных чисел 2

    Квантово-оптический генератор случайных чисел («QRNG 100»), работающий со скоростью 100 Мбит/c.


  • Оптоэлектронный искусственный нейрон, на основе оптоэлектронной пары «вертикально-излучающий лазер – однофотонный лавинный фотодиод», работающий в малофотонном режиме. Воспроизводит свойства биологических нейронов.

    Оптоэлектронный нейрон A,Б
    (В)

    Оптоэлектронный нейрон B

    Оптоэлектронный нейрон. (А) ∑ -сумматор сигналов, Л -лазер, ОА -оптический аттенюатор, ДОФ -детектор одиночных фотонов. (Б) ВИЛ -вертикально-излучающий лазер, ОА -оптический аттенюатор, ЛФД – детектор одиночных фотонов на основе лавинного фотодиода, ФД- фотодиод, О -осциллоскоп, ПК – персональный компьютер. (B) Внешний вид оптоэлектронного нейрона.


  • Научно-учебный электронно-оптический комплекс лабораторных работ для подготовки специалистов с сфере квантовой оптики и квантовой информатики Q-lab(6). Полный курс включает шесть лабораторных работ: три экспериментальные и три виртуальные. Рекомендуется для специальностей "Оптика", "Лазерная физика и спектроскопия", "Теоретическая физика".

    (А)

    Лабораторная работа 1
    (Б)

    Лабораторная работа 2
    (В)

    Лабораторная работа 3

    Научно-учебный электронно-оптический комплекс лабораторных работ для подготовки специалистов с сфере квантовой оптики и квантовой информатики «Q-lab(6)». (А) - лабораторная работа «Основы квантовых измерений», (Б) -лабораторная работа «Корреляционные свойства излучения», (В) - лабораторная работа «Квантовая интерференция», (Г) – виртуальная лабораторная работа «Квантовая томография и метрология», (Д) – виртуальная лабораторная работа «Квантовая перепутанность и телепортация», (Е) – виртуальная лабораторная работа «Квантовая криптография».


  • Квантовые сенсоры на основе примесных центров в алмазе (совместно с МГУ).
    Сенсор высокочувствительной векторной градиентометрии магнитного поля при комнатной температуре на основе оптически детектируемого магнитного резонанса (ОДМР) в NV - центрах в алмазе на оптоволокне. Чувствительность на уровне 10^-7 nT/(nmHz^1/2).
    Сенсор температуры мозга на основе микрокристалла алмаза с центрами окраски германий-вакансия (GeV). Точность в 0.15 °C.

    (А)

    Квантовый сенсор высокочувствительной векторной градиентометрии магнитного поля
    (Б)

    Квантовый оптоэлектронный сенсор температуры мозга 1 Квантовый оптоэлектронный сенсор температуры мозга 2

Квантовый сенсор высокочувствительной векторной градиентометрии магнитного поля на основе NV центров в алмазе (А). Квантовый оптоэлектронный сенсор температуры мозга на основе микрокристалла алмаза с центрами окраски германий-вакансия (GeV). Использование разработанного сенсора для измерения температуры свободно перемещающейся мыши посредством имплантированного сенсора (Б).


В 2023 году Центр выполняет ряд заданий государственных программ:

  • ГНТП «Национальные эталоны и высокотехнологичное исследовательское оборудование 2021–2025 годы»; подпрограмма «Оборудование для перспективных научных исследований», задание 1.24: «Разработать и изготовить квантово-оптический нейронный комплекс для разработки и моделирования импульсных искусственных нейронных сетей»
  • ГНТП «Национальные эталоны и высокотехнологичное исследовательское оборудование 2021–2025 годы», подпрограмма «Научно-учебное оборудование», задание 65: «Разработать и изготовить научно-учебный электронно-оптический и виртуальный комплекс «Принципы квантовой оптической диагностики»
  • ГПНИ «Конвергенция-2025», подпрограмма 11.3 «Междисциплинарные исследования и новые зарождающиеся технологии», задание 3.01.1, НИР1: «Исследование физических реализаций твердотельных и фотонных кубитов, разработка и анализ методов их использования в квантовой информатике, квантовой метрологии и квантовой сенсорике»
  • ГПНИ «Конвергенция-2025», подпрограмма 11.3 «Междисциплинарные исследования и новые зарождающиеся технологии», задание 3.01.2, НИР1: «Разработка и исследование новых оптоэлектронных устройств на основе квантово-информационных технологий с использованием малофотонных полей и детекторов»
  • ГПНИ «Конвергенция-2025», подпрограмма 11.3 «Междисциплинарные исследования и новые зарождающиеся технологии», задание 3.01.3, НИР1: «Разработка высокочувствительных технологий и методов измерений и детектирования на основе использования квантовых корреляций в состояниях поля и вещества»
  • ГПНИ «Конвергенция-2025», подпрограмма 11.3 «Междисциплинарные исследования и новые зарождающиеся технологии», задание 3.06.1, НИР2: «Разработка и исследование элементов и систем искусственных нейронных сетей на основе квантово-оптических систем; комплексные исследования фундаментальных закономерностей их функционирования»
В Центре выполняются следующие проекты БРФФИ:
  • Ф22КИ-020: «Усиление сигналов и флуктуаций в системах на основе вертикально-излучающих лазеров»
  • Ф22В-008: «Ап-конверсионные процессы в стёклах и композитных наноструктурах, допированных редкоземельными ионами, для применения в наносенсорике и микроскопии»
  • Ф23ИКР-001 : «Кинетические процессы и перенос излучения в релятивистской плазме, находящейся во внешних электрических и магнитных полях»
  • Ф23УЗБ-064: «Моделирование динамики скалярных полей и квантовых излучателей в сферически-симметричных гравитационных полях»

В предыдущие годы Центр был исполнителем международных проектов: проекта 6-й рамочной программы ЕС EQUIND «Сконструированная квантовая информация в наноструктурированном алмазе», проектов SUPERTWIN «Микроскопия сверхвысокого разрешения на перепутанных состояниях фотонов» и PhoG «Субпуассоновский фотонный генератор на основе когерентной диффузной фотоники» Европейской рамочной прграммы Горизонт 2020 (H2020).

Центр является организатором Международной конференции по квантовой оптике и квантовой информатике (ICQOQI), которая начиналась в 1986 году как Всесоюзный Семинар по квантовой оптике (СКО), последовательно трансформировавшийся в 2000 году в Международную конференцию по квантовой оптике (ICQO) и в 2008 году в серию Международных конференциий по квантовой оптике и квантовой информатике (ICQOQI).

© 2009-2023 ЦКОКИ, Институт физики им. Б.И.Степанова НАН Беларуси. Все права защищены. написать веб-мастеру