Лаборатория квантовой оптики и информатики

Направления и результаты исследований

Предложена принципиальная схема квантового компьютера на платформе многокубитовой квантовой памяти с использованием эффекта квантового транзистора для реализации двухкубитных гейтов. Данная схема обладает всеми необходимыми свойствами универсального компьютера. Данная схема допускает различные конкретные реализации и может быть осуществлена, используя возможности квантовой оптики и существующей техники сверхпроводникового квантового компьютера. (Оптика и спектроскопия 2013, том 115, № 3, с. 406–414).
Найден новый тип симметрии в подобной квантовой памяти, показывающий возможность масштабируемой обратимой временной динамики излучения сигналов эха, обеспечивающей идеальную квантовую компрессию световых импульсов (New Journal of Physics 15 (2013) 105005).
Предсказание задержанной во времени однофотонной интерференции в 1993 г. (совместно с А. Р. Кесселем). Эффект экспериментально подтвержден в 2003 г. шведскими учеными.
Предсказание однофотонного эха и неизвестного ранее неклассического состояния света (1997 г.). Результат теоретически подтвержден в работе prof. S.R.Hartmann, prof. R.Freidberg (1999 г)
Предсказание мюонного эха 1996 – 2000 гг. (совместно с Н.М.Сулеймановым). Эффект экспериментально обнаружен в совместной работе с сотрудниками Резерфордовской лаборатории (Великобритания). Работа вошла в важнейшие результаты РАН в 1999 г.
Теоретически предложена и разработана квантовая память на фотонном эхе (2001 -2013 гг.). Это направление исследований в настоящее время является лидирующим в мире по достигнутым рекордным экспериментальным результатам по квантовой эффективности и информационной емкости памяти. Работы по этому направлению исследований ведутся в США, Канаде, Швейцарии, Швеции, Франции, Великобритании, Ю.Корее, Австралии, Испании, Китае.
Предложен ряд новых схем реализации квантовой памяти на фотонном эхе (Раман эхо квантовая память, квантовая память на плазмонах, модифицированная AFC, медленный свет на AFC атомах).
Под редакцией С.А. Моисеева, J.L.-Le Gouet (Франция) в июне 2012 г. вышел специальный выпуск международного физического журнала Journal of Physics B., посвященный квантовой памяти.
Предложена квантовая схема формирования стационарного светового поля на основе обращенного четырехволнового смешения в условиях электромагнитно индуцированной прозрачности. Эффект подтвержден экспериментально в 2009 г международной группой исследователей и в этом направлении начаты интенсивные исследования когерентного управления стационарным однофотонными волновыми пакетами.
Разработан вариант квантовой памяти на фотонном эхе в резонаторе (2010 г). Работа вошла в важнейшие результаты РАН в 2010 г.
Предложена и разрабатывается архитектура квантового компьютера на атомных когерентных ансамблях с многокубитовой квантовой памятью (2011 – по настоящее время).
Предложен метод усиления фотон-фотонных взаимодействий на основе когерентного управления движением медленных световых импульсов (2010-2012).