В России впервые разработан компактный чип, генерирующий так называемое «сжатое» состояние света. Это достижение, реализованное учеными Квантового центра «Росатома», выводит страну в число мировых лидеров в данном направлении. Разработка имеет значение для дальнейшего развития квантовых сенсоров и вычислительных систем.
«Сжатый» свет представляет собой особое квантовое состояние электромагнитного поля. Главное свойство такой технологии — возможность проводить сверхточные измерения, преодолевая стандартные квантовые ограничения, свойственные обычному свету. Интеграция источника на чипе делает устройство компактным, что упрощает его практическое использование.
В медицине и биологии данная технология открывает перспективы для создания сенсоров, позволяющих исследовать ткани без риска их повреждения, даже при высокой интенсивности светового излучения. Кроме того, «сжатый» свет может быть использован в фотонных квантовых компьютерах. Ожидается, что такие системы найдут применение в задачах оптимизации, включая логистику и управление производственными цепочками. Также отмечается потенциал использования разработки в телекоммуникациях и портативных сенсорных устройствах.
Работа выполнена научными группами под руководством Игоря Биленко и Дмитрия Чермошенцева. Исследования ведутся в рамках российской дорожной карты по квантовым вычислениям, координатором которой выступает госкорпорация «Росатом».
Руководитель научной группы Дмитрий Чермошенцев отметил, что работа со сжатыми состояниями считается одним из глобальных трендов в квантовой физике, и российским специалистам удалось занять передовые позиции в этой области. В ближайших планах — разработка полноценных вычислительных систем на основе данной технологии и внедрение наработок в детекторы, включая приборы для биологических исследований.
«Росатом» курирует дорожную карту «Квантовые вычисления» с 2020 года. В рамках экосистемы проекта задействовано более 750 исследователей и инженеров из 19 научных институтов и университетов. На текущий момент в России создано 7 квантовых процессоров, пять из которых — в рамках данной дорожной карты, а три вычислителя достигли размерности свыше 70 кубитов. С 2026 года госкорпорация планирует также активно включиться в разработки в области квантовых сенсоров.