Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Приглашенный ученый Желтиков Алексей Михайлович Россия
Номер договора
14.Z50.31.0040
Период реализации проекта
2017-2021

По данным на 15.02.2021

26
Количество специалистов
40
научных публикаций
5
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

Ученые лаборатории проводят фундаментальные исследования в области разработки волноводных нелинейно-оптических методов получения квантовых состояний света для приложений квантовой оптики. Результаты исследований найдут свое применение в разработках оптоволоконных квантовых сенсоров, оптоволоконных источников чистых однофотонных состояний, а также в разработке оптоволоконных систем для создания практически значимой квантовой памяти с высокой эффективностью, большим временем жизни, высокой информационной емкостью, а также возможностью работы при комнатной температуре.

Название проекта: Световодные системы для квантовых технологий

Приоритет СНТР: а

Цели и задачи

Направления исследований:

  • Нелинейная оптика одинофотонных волновых пакетов
  • Фундаментальная квантовая физика взаимодействия сверхкоротких световых импульсов с веществом
  • Нелинейная оптика сверхслабых световых полей и однофотонных волновых пакетов
  • Нелинейно-оптические методы генерации квантовых состояний света в световодах с активно формируемой дисперсией и нелинейностью
  • Оптоволоконные источники широкополосных квантовых состояний света
  • Твердотельные квантовые материалы
  • Оптоволоконные квантовые сенсоры
  • Квантовая микроспектроскопия и спектрохронография

Цель проекта: Фундаментальные и поисковые научные исследования в области разработки волноводных нелинейно-оптических методов получения квантовых состояний света для приложений квантовой оптики

Практическое значение исследования

Научные результаты:

  • Продемонстрированы физические принципы оптоволоконной квантовой сенсорики на основе микрокристаллов алмаза с центрами окраски.
  • Разработаны новые полностью оптические методы диагностики сверхбыстрых фундаментальных квантовых явлений.
  • Реализованы новые схемы генерации широкополосных квантовых состояний света на основе четырехволновых взаимодействий в оптических волокнах.
  • Продемонстрированы методы оптоволоконной квантовой биотермометрии.
  • Разработаны новые методы квантоваой микроспектроскопии и спектрохронографии, а также методы оптической диагностики квантовых материалов на основе алмазов с центрами окраски.

Внедрение результатов исследования:

Разрабатываемые в проекте квантовые сенсоры на базе дефектов типа азот-вакансия в алмазе (NV-центры) нашли практическое применение в решении задачи локального высокоточного измерения температуры в биологических объектах. Принцип действия основан на регистрации спектра спинового резонанса NV-центра при помощи сложной волноводной структуры, обеспечивающей одновременную доставку оптического и СВЧ-излучения.

  • Подана заявка на патент № 2018147357 «Интегральный оптоволоконный квантовый сенсор с каналом доставки СВЧ-излучения для термо- и магнитометрии».
  • Подана заявка на патент № 2019117383 «Устройство для передачи квантовых состояний с компенсацией поляризационных искажений квантового канала».
  • Подана заявка на патент № 2019129692 «Многорезонаторная квантовая память».
  • Подана заявка на патент № 2020143728 «Способ подавления квантовых шумов в оптической квантовой памяти на основе протокола восстановления подавленного фотонного эха в резонаторе».

Образование и переподготовка кадров:

Ведется организация магистерской программы по теме «Квантовые технологии» совместно с университетом г. Кайзерлаутерн (Германия), в том числе по материалам проводимых исследований.

Разработан и внедрен в КНИТУ-КАИ курс «Квантовая оптика» (Индекс по учебному плану ФГОС ВО: Б1.В.ДВ.4.2. Направление подготовки 12.04.03 Фотника и оптоинформатика. Магистрская программа; Физика и техника квантовых систем)

Защиты: 2 выпускные квалификационные работы магистра.

Подготовлено 3 кандидата наук

Организовано прохождение курса повышения квалификации по теме «Неклассические световые поля; методы генерации и квантовые свойства» для 14 членов научного коллектива.

Проведена стажировка под руководством ведущего ученого в Москве, ООО «МЦКТ» с 09.10.2020 по 09.12.2020 двух аспирантов лаборатории

Организованы международные конференции Workshop and School for Young Scientists on Advanced Photonics and Quantum Optics (2–5 августа 2017 г.), XV Международная научная конференция «Оптические технологии в телекоммуникациях» (21–23 ноября 2017 г.), 26-я Международная конференция по лазерной физике LPHYS’17 (16–20 июня 2017 г.), IV Российско-Германско-Французский симпозиум по лазерной физике (23–27 апреля 2018 г.), «Фотоника и квантовые технологии» (16-18 декабря 2018 года), «Фотоника и квантовые технологии» (15-17 декабря 2019 года) и «Фотоника и квантовые технологии» (в формате «онлайн» 17-18 декабря 2020 года).

Организованы поездки по обмену опытом в лаборатории МГУ имени М. В. Ломоносова для молодых сотрудников КНИТУ-КАИ.

Организован курс лекций «Неклассические световые поля: методы генерации и квантовые свойства» (с 9 по 13 апреля 2017 г.).

В исследованиях участвуют 3 студента и 3 аспиранта КНИТУ–КАИ.

Организационные и инфраструктурные преобразования:

В настоящее время созданная квантово-оптическая лаборатория оснащена самым современным оптическим оборудованием, которое вместе будет служить уникальной инфраструктурой для проведения фундаментальных и поисковых научны исследований в области разработки волноводных нелинейно-оптических методов получения квантовых состояний света для приложений квантовой оптики. Эта инфраструктура является краеугольной для всего Квантового центра в Казанском национальном исследовательском техническом университете им. А.Н. Туполева-КАИ так как будет использоваться другими лабораториями центра для выведения на новый уровень своих собственных исследований, ориентированных на разработку новых квантовых технологий, включая оптические квантовые коммуникации, устройства квантовой памяти и источники света, способные переносить квантовую информацию.

Сотрудничество:

  • Международный учебно-научный центр МГУ имени М. В. Ломоносова (Россия): совместные исследования (проведены теоретические и экспериментальные исследования световодных линий задержки на основе фторсодержащих полимеров).
  • Международный центр квантовой оптики и квантовых технологий (Россия): совместные исследования (проводятся исследования одиночных центров окраски в алмазной матрице).

Скрыть Показать полностью
A. M. Zheltikov and M. O. Scully
"Photon entanglement for life-science imaging: rethinking the limits of the possible," Physics-Uspekhi, 2020, July (V. 190, № 7, p. 749)
I. V. Fedotov, M. A. Solotenkov, M. S. Pochechuev, O. I. Ivashkina, S. Ya. Kilin, K. V. Anokhin, and A. M. Zheltikov
"All-Optical Brain Thermometry in Freely Moving Animals," ACS Photonics 2020, November (Vol. 7, № 12. P. 3353)
S. Blakley, X. Liu, I. Fedotov, I. Cojocaru, C. Vincent, M. Alkahtani, J. Becker, M. Kieschnick, T. Lühman, J. Meijer, P. Hemmer, A. Akimov, M. Scully, and A. Zheltikov
«Fiber-Optic Quantum Thermometry with Germanium-Vacancy Centers in Diamond,» ACS Photonics 2019 May (V. 6 p. 1690)
V. Fedotov and A. M. Zheltikov
«Background-free two-photon fluorescence readout via a three-photon charge-state modulation of nitrogen-vacancy centers in diamond» Optics Letters 2019 June (V. 44, p. 3737)
N. L. Petrov, A. A. Voronin, A. B. Fedotov, and A. M. Zheltikov
«Entropy- and purity-tailored broadband entanglement from vectorial four-wave mixing: Insights from pulse modes and classical-field dynamics,» Physical Review A, 2019 September (V. 100, p. 033837)
Zheltikov A.M.
«Enhanced-contrast optical readout in ultrafast broadband Raman quantum memories», Scientific Reports 2018 September (V. 8 p.13774)
Petrov N.L., Voronin A.A., Fedotov A.B., and Zheltikov A.M.
«Polarization map of correlated sideband generation in vectorial four-wave mixing», Appl. Phys. Lett. 2017 May ( V. 110 p. 181108)
Zheltikov A.M.
«Phase matching as a gate for photon entanglement», Scientific Reports 2017 July (V. 7 p. 46115)
Фотоальбомы
Вторник , 03.12.2019
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Функциональные квантовые материалы

Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"

Физика

Москва

Клингелер Рюдигер

Германия

2021-2023

Лаборатория спиновой физики двумерных материалов

Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук

Физика

Москва

Яковлев Дмитрий Робертович

Россия

2021-2023

Лаборатория магноники и радиофотоники им. Б.А. Калиникоса

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И.Ульянова (Ленина)

Физика

Санкт-Петербург

Костылев Михаил Павлович

Австралия, Россия

2021-2023