Всероссийская конференция с международным участием, проходящая в Институте физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН, собрала специалистов в области квантовой информатики, лазерного охлаждения и спектроскопии ультрахолодных атомов. Практическое применение работ подразумевает создание квантовых компьютеров, атомных часов и квантовых сенсоров.
В работе конференции участвуют более 100 представителей научного сообщества из Москвы, Троицка, Дубны, Менделеево, Сколково, Санкт-Петербурга, Нижнего Новгорода, Воронежа, Снежинска, Красноярска, Иркутска, Новосибирска и Сан-Паулу (Бразилия). С устными докладами выступают и ведущие ученые, и молодые специалисты, представляющие результаты научных групп из ИФП СО РАН, Института лазерной физики СО РАН, Института автоматики и электрометрии СО РАН, Российского квантового центра, Физического института им. П. Н. Лебедева РАН, Института спектроскопии РАН, Всероссийского научно-исследовательского института физико-технических и радиотехнических измерений и других организаций.
«Физика ультрахолодных атомов» — 2024 организована ИФП СО РАН, ИЛФ СО РАН, ИАиЭ СО РАН, Новосибирским государственным университетом при финансовой поддержке ООО «Специальные системы. Фотоника», ООО «Научные приборы и системы», АО «ЛЛС», ООО «Нордлейз».
Ультрахолодные атомы, температура которых ниже одного милликельвина (что лишь на одну тысячную градуса Цельсия теплее абсолютного нуля) двигаются со скоростью нескольких сантиметров в секунду. В результате атомы можно захватывать и удерживать в оптических ловушках (оптических «пинцетах»), а также создавать их упорядоченные структуры. Такие атомы могут рассматриваться, например, в качестве кубитов квантового компьютера и, соответственно, есть возможность проводить исследования, необходимые для создания квантового компьютера и развития квантовой информатики. С другой стороны, работа с ультрахолодными атомами позволяет уточнять фундаментальные параметры квантовых частиц и систем, создавать атомные часы, квантовые сенсоры, гравиметры — приборы прецизионной точности.
«Сейчас очень популярны квантовые технологии, это большое направление подразделяется на квантовые вычислительные системы, квантовые коммуникации, квантовую сенсорику и метрологию. Исследования во всех перечисленных сферах ведутся в научных учреждениях России. Развитие квантовых вычислительных систем происходит в тесной кооперации с ГК “Росатом”, квантовой криптографии ― с ОАО “РЖД”, прогресс в области квантовой сенсорики, метрологии тоже связывают с ГК “Росатом”. ИФП СО РАН, объединив усилия с другими институтами, в частности с ИЛФ СО РАН, под руководством ВНИИФТРИ успешно реализовывал проекты в области квантовой метрологии, сенсорики. Подобные коллаборации могут встроиться в программу дальнейшего развития отрасли. Системы на основе ультрахолодных атомов позволяют проводить точные измерения и вести поиск новых взаимодействий буквально на лабораторном столе, без создания гигантских установок. Квантовые вычисления проявят себя в полной мере, когда будут реализованы на твердотельных платформах. Мы придем к компактности, миниатюрности систем, сможем использовать их в смартфонах, часах и других привычных нам устройствах», — отметил директор ИФП СО РАН академик Александр Васильевич Латышев.
Научный руководитель Института автоматики и электрометрии СО РАН академик Анатолий Михайлович Шалагин добавил, что исследования в области лазерного охлаждения, локализации атомов стали перспективным направлением мировой науки: «Более 40 лет оно не теряет своей актуальности, передовой позиции. Сообщения участников конференции показывают, что в нашей стране достижения в этой сфере весьма серьезны, и в отдельных случаях идут впереди мировой лазерной науки. Статус конференции — “всероссийская, с участием исследователей из других стран”. Она приобрела масштабный характер, остался один шаг, чтобы стать международной, и не приходится сомневаться, что ее участниками будут и дальше получены значимые результаты».
Директор Института лазерной физики СО РАН доктор физико-математических наук Олег Николаевич Прудников напомнил, что именно ультрахолодные атомы позволяют ощутить законы квантовой механики и вытянуть их в классический мир. «В прошлом столетии, когда родилась квантовая физика, она была невообразима для классического понимания. Необъяснимые в то время, а порой и противоречивые результаты, используются сегодня для построения квантовых сенсоров, стандартов частоты. Эти устройства позволят существенно улучшить точность получаемых научных результатов. Физика ультрахолодных атомов позволяет строить новые сенсоры, которые применяются и для фундаментальных, и для прикладных исследований. Новые качественные результаты дают возможность проводить тесты принципов эквивалентности Эйнштейна, принципов эквивалентности свободного падения, гравитационного сдвига, Лоренц-инвариантности пространства. Проверка этих аспектов необходима для построения новой физики. Точность, которую мы получаем с помощью квантовых сенсоров, может открыть нам новую физику», — прокомментировал Олег Прудников.
Председатель конференции заведующий лабораторией нелинейных резонансных процессов и лазерной диагностики ИФП СО РАН член-корреспондент РАН Игорь Ильич Рябцев подчеркнул отличительную особенность мероприятия 2024 года: «На текущей конференции очень много докладов по квантовой информатике — им отведено три секции. Ранее численное преимущество было за докладами по лазерному охлаждению, стандартам частоты. Количество участников в сравнении с прошлым годом выросло в два раза, среди них большая доля молодых ученых. Специалисты в области квантовой информатики делятся результатами не только теоретических, но и экспериментальных исследований».
Конференция «Физика ультрахолодных атомов» собралась в 18 раз с 2003 года, сформировавшись в масштабный симпозиум из небольшого научного семинара, посвященного результатам интеграционных проектов Сибирского отделения РАН. Исторически обусловлены и несколько организаторов, и цикличная смена места проведения — мероприятие проходит три года подряд на базе одного из институтов-организаторов, затем в следующем и так далее.
Пресс-служба ИФП СО РАН