Наука и образование

Квантовый компьютер из жидкого света

Алексей Витальевич Кавокин

Квантовый компьютер из жидкого света

Строительство квантового компьютера, базовыми элеметами которого будут кубиты (квантовые транзисторы) на основе бозонных конденсатов жидкого света. Кубиты реализуются методом лазерного облучения искусственных полупроводниковых структур - микрорезонаторов. Разрабатываемая нами платформа для квантовых вычислений имеет ряд важных преимуществ над разработками корпораций Google и IBM. Наш квантовый компьютер сможет работать при комнатной температуре, в то время, как квантовый компьютер Google нуждается в сверхнизких криогенных температурах.

Миссия и задачи проекта

Главной задачей проекта является реализация ряда квантовых вычислительных алгоритмов (Дойча, Гровера, Шора) при помощи процессора, построенного с использованием кубитов на основе конденсатов жидкого света (экситонных поляритонов).
Для выполнения этой задачи мы разрабатываем одно- и двух-кубитные квантовые вентили на поляритонных конденсатах, объединяем их в квантовую сеть, учимся вводить и считывать информацию.
Дизайн и тестирование квантовых сетей ведутся с использованием уникальных свойств сверхтекучей светожидкости, которая является главным объектом наших исследований.

Результаты проекта за 2020 год

Разработана концепция кубита (квантового транзистора) на основе Бозе-Эйнштейновского конденсата жидкого света (экситонных поляритонов) в форме разорванного кольца.
Показано, что такой кубит обладает добротностью свыше 1000 и может выполнять квантовые логические операции при комнатной температуре.
Выполнены эксперименты, подтверждающие справедливость предложенной концепции.

Биография

Я закончил Политехнический университет по специальности "Микроэлектроники и полупроводниковые приборы" в 1991 году.
Через два года защитил диссертацию на степень кандидата физ-мат наук.
С 1997 года постоянно работаю заграницей.
В 1998 году я стал самым молодым профессором Франции.
В 2005 году переехал в Англию, где возглавил кафедру Нанофизики и фотоники в университете г. Саутгемптон. В 2011 году я выиграл Мегагрант Правительства Российской Федерации, что позволило мне и моим коллегам построить в Санкт-Петербургском Государственном университете лабораторию Оптики Спина, которую я возглавляю по сей день.
В 2013 году я основал группу Квантовой поляритоники в Российском Квантовом центре.
С 2018 года являюсь директором Международного института Поляритоники и профессором университета Вестлейк в Хангжоу, Китай. Также, я являюсь научным директором международного объединения физиков - Средиземноморского института Фундаментальной физики.
Мной опубликованы 450 научных работ и две монографии.
В 2020 году я был удостоен Международной премии по Квантовым приборам за предсказание Бозе-Эйнштейновской конденсации поляритонов, которое привело к созданию поляритонных лазеров. Также я был награжден медалью имени Е.Ф. Гросса российского Оптического общества имени Д.С. Рождественского за определяющий вклад в развитие поляритоники.
Являюсь почетным профессором Российко-Армянского университета (г. Ереван) и Владимирского государственного университета.
В свободное от науки время я опубликовал несколько познавательно-приключенческих книг для детей, включая серии о Коте Саладине и девочке Акронис.
Последняя опубликованная книга, "Акронис и квантовый компьютер", отражает основное направление научных исследований моих лабораторий - создание квантового компьютера на основе жидкого света.