Quantum Memory in an Orthogonal Geometry of Silenced Echo Retrieval

In this paper we experimentally realize a quantum-memory protocol based on retrieval of silenced echo (ROSE) in Tm3+:Y3Al5O12 crystal in an orthogonal geometry of the signal and control light fields. The silenced echo signal revival efficiency of ∼13% with 36 μs storage time is demonstrated. To achieve that we implemented a high-precision atomic coherence control via amplitude- and phase-modulated laser pulses. We also discuss capabilities of this configuration, ways to increase quantum efficiency and to combine it with a single-mode optical cavity.

ROSE in Tm:YAG, 4.4% efficiency,  lower graph doublepass  configuration and 13% efficiency

Reading and writing of 4 and 10 pulses with the efficiencies of 5.6% and 4.4% respectively.

Презентация кандидатской диссертации Mohsen Akbari

Презентация кандидатской диссертации Mohsen Akbari (Казанский физико-технический институт им. Е. К. Завойского, Казанский федеральный университет) под названием

«Трёхфотонное спонтанное параметрическое рассеяние света и квантовые логические операции в кольцевых микрорезонаторах»

состоится 22.06.2017 в 14:00 в конференц-зале центра.

Three-photon spontaneous dispestion and quantum logic gates in ring micro-resonators

(c)  Mohsen Akbari

Если мы сделаем в Казани квантовую сеть, это будет как гагаринский полет

Если мы сделаем в Казани квантовую сеть, это будет как гагаринский полет

Президенту Татарстана Рустаму Минниханову продемострировали первую в России и СНГ многоузловую квантовую сеть.

Презентация успешной работы сети прошла в Лаборатории квантовой криптографии Казанского квантового центра. Кроме этого президент республики посетил лабораторию квантовой памяти и коммуникаций и узнал о последних достижениях центра, таких как экспериментальная реализация оптической квантовой памяти с эффективностью 13%.

Новость на сайте президента.

Publication: Microwave Spin Frequency Comb Memory Protocol Controlled by Gradient Magnetic Pulses

New publication in Applied Magnetic Resonance by K. I. Gerasimov, S. A. Moiseev and R. B. Zaripov

Microwave Spin Frequency Comb Memory Protocol Controlled by Gradient Magnetic Pulses

Abstract

We have demonstrated a combination of frequency comb spin-echo protocol in a conventional microwave pulsed electron spin resonance spectrometer with gradient pulses of the external magnetic field applied for on-demand retrieval of signal microwave pulses at the required moments of time. A natural high-finesse periodic structure was used as a carrier of stored information. The structure is made out of hyperfine lines of electron spin resonance of tetracyanoethylene anion radicals in toluene at room temperature. Herein, we have also observed that using the pulses of gradient magnetic field can increase the memory capacity. The experimental results demonstrated promising opportunities for controlling electron nuclear spin coherence, which could be useful for implementation of broadband microwave or optical-microwave noise free quantum memory protocols.

https://link.springer.com/article/10.1007/s00723-017-0892-y

В Казани запустили первую в России многоузловую квантовую сеть

Главное преимущество квантовых коммуникаций — абсолютная защищенность канала от прослушивания. Одиночные фотоны, являющиеся носителями информации, необратимо изменяются при любой попытке перехвата сигнала, благодаря чему пользователь сразу узнает о попытках подслушивания. Технологии квантовой связи лягут в основу инфраструктуры сетевой безопасности будущего, а в перспективе интегрируются в концепцию «Интернета вещей», что кардинально изменит повседневный технологический ландшафт. Именно поэтому над развитием данных технологий работают ученые ведущих стран мира. Крупнейшие многоузловые квантовые сети созданы в США (разработка Управления перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA), Европе (SEQOQC), Японии (Сеть Токио, разработчик – компания Toshiba) и Китае.

(с) Фото: Университет ИТМО

Пилотный сегмент Казанской квантовой сети, соединивший два из четырех узлов, был протестирован в августе 2016 года; сейчас полностью налажена коммуникация между всеми четырьмя точками и разработан новый протокол передачи данных, оптимизированный для городской инфраструктуры. Сеть реализуется на действующих оптоволоконных линиях связи оператора «Таттелеком». Два узла расположены в главных коммутационных станциях «Таттелекома» на разных берегах реки Казанки, еще два – в зданиях КНИТУ-КАИ. Точки находятся на расстоянии около 10 км друг от друга, при этом длина оптического кабеля между отдельными узлами в ходе технических испытаний достигала 30-40 км.

Во время запуска между узлами сети производилась передача команд управления и пересылка демонстрационных файлов, а также была протестирована аудиосвязь посредством квантового кодирования – фактически в режиме «квантового телефона». В основе сети лежит технология квантовой коммуникации на боковых частотах, обладающая высокими параметрами скорости передачи квантовых бит в сети (до 10 раз выше альтернативных проектов, реализуемых в России и мире). В ходе испытаний скорость генерации просеянных квантовых последовательностей на отдельных участках сети превышала 100 кбит/с.

Данный проект создает базу для развития национальной инфраструктуры квантовых коммуникаций. Разрабатываемая технология ляжет в основу распределенных защищенных сетей нового поколения: если раньше операторы обеспечивали исключительно доставку данных, то теперь они смогут предоставлять клиентам и сервисы защищенной передачи данных, формируя многопользовательскую доверенную среду. Это будет достигнуто с помощью масштабирования предлагаемого нами решения и формирования стандартов в области квантовой связи, – поясняет руководитель лаборатории квантовой информатики международного института фотоники и оптоинформатики Университета ИТМО и лаборатории практической квантовой криптографии Казанского квантового центра Артур Глейм. – Дальнейшие планы развития казанской сети идут в двух направлениях: во-первых, совершенствование свойств квантового канала (скорости, дальности и других), а во-вторых, стыковка и развитие на его основе самых разных информационных сервисов – от центров обработки данных и систем, обеспечивающих бесперебойную работу различных объектов городского хозяйства, до мобильной связи и, например, мессенджеров.

Артур Викторович Глейм. (с) Фото: Университет ИТМО

Наш союз с Университетом ИТМО очень удачен и основан на общих научных интересах, – комментирует директор Казанского квантового центра КНИТУ-КАИ Сергей Моисеев. – Исходная система передачи квантового ключа была сделана в Санкт-Петербурге, мы же помогаем ее усовершенствовать. Лаборатория КНИТУ-КАИ уже больше 15 лет занимается квантовой памятью, но нашим разработкам нужно было найти и практическое применение, а коллегам из ИТМО требовалась квантовая память для осуществления коммуникаций на большие расстояния. Уже два года мы плотно сотрудничаем. В дальнейшем мы планируем создать репитер (усилитель сигнала, который сохраняет квантовое состояние и передает его по каналу, что позволяет увеличивать дальность связи) и сертифицировать сеть. Ежедневно мы проводим технические испытания, совершенствуем сеть, улучшаем маршрутизацию, стабилизируем аппаратуру.

Сергей Андреевич Моисеев

Ранее на территории СНГ в городских условиях запускались линии квантовых коммуникаций, соединяющие только две точки. Самая первая заработала в Университете ИТМО в 2014 году: ученые связали квантовым каналом два корпуса вуза через действующий подземный оптоволоконный кабель. В июне 2016 года Российский квантовый центр анонсировал запуск еще одной городской линии квантовой связи – между двумя московскими зданиями Газпромбанка, а в сентябре 2016 года МГУ сообщил о соединении двух точек в городах Подмосковья. В рамках казанского проекта впервые в СНГ удалось объединить в сеть несколько абонентов – по словам разработчиков, многоузловая структура требует принципиально иных технических решений, нежели система «точка – точка».

Данная технология квантового шифрования позволит банковским структурам, госорганам и спецслужбам (при условии сертификации), использующим для передачи данных выделенные оптические волокна, передавать информацию между своими объектами с нулевой вероятностью несанкционированного доступа, – говорит директор по информатизации и новым технологиям ПАО «Таттелеком» Альберт Яковлев. – Подобные единичные разработки существуют и за рубежом, но отечественные потребители могут получить преимущество по стоимости и доступности технической поддержки напрямую от российских разработчиков. Уровень использования оптических каналов связи в будущем значительно возрастет, что открывает широкие перспективы применения технологии на практике. Использование квантового шифрования повысит уровень информационной безопасности на национальном уровне.

Казанская квантовая сеть создается в рамках Национальной технологической инициативы, по направлению SafeNet, ориентированному на развитие новых персональных систем сетевой безопасности и квантовых коммуникаций в России, при поддержке Консорциума в области квантовых технологий.

Конкурс «Лучшие обзоры и статьи 2015» журнала УФН

Поздравляем проф. А. М. Желтикова и его коллег И. В. Федотова и А. Б. Федотова лаборатории Фотоники и квантовых технологий с присуждением награды «Лучший обзор 2015» журнала Успехи физических наук! Высшей премии конкурса удостоилась работа

Нейрофотоника: оптические методы исследования и управления мозгом

 

Методы оптической физики открывают уникальные возможности для исследования мозга и высшей нервной деятельности. На стыке передовых лазерных технологий и современной нейробиологии стремительно развивается новое междисциплинарное направление естественнонаучных исследований — нейрофотоника, в рамках которой разрабатывается обширный арсенал средств для функциональной диагностики мозга, стимуляции отдельных нейронов и их сетей, а также молекулярной инженерии клеток мозга с целью диагностики и терапии нейродегенеративных и психических заболеваний. Центральная роль в решении наиболее сложных задач исследования мозга, включая изучение клеточных и молекулярных механизмов формирования памяти и поведения, отводится световодным системам. На основе оптических волокон нового поколения разрабатывается уникальный, принципиально новый класс устройств нейрофотоники и лазерной нейроинженерии — волоконно-оптические нейроэндоскопы и нейроинтерфейсы. Такие системы открывают новые горизонты в исследовании сложнейших функций мозга, обеспечивая возможность долговременной мультиплексной регистрации отклика флуоресцентных маркерных белков, а также фотостимуляции нейронной активности в глубоких слоях мозга живых свободноподвижных животных с высоким пространственным разрешением и минимальной степенью инвазивности. На этой основе в экспериментах с живыми свободноподвижными животными реализуются уникальные методики исследования процессов обучения и формирования долговременной памяти. Представлен обзор этого быстро развивающегося направления исследований.

Желаем авторам успехов и новых достижений!

Новость на сайте УФН

Оптическое микроволокно в ККЦ

Одно из важных направлений работы центра — создание микроволокон для исследования взаимодействия активного вещества с эванесцентными модами волокна. Благодаря усилиям Анатолия Михайловича Шегеды удалось получить волокно толщиной 1.7 мкм. Спешим поделиться полученными фотографиями!

 

Unaltered fiber approximately 120 um in diameter

Narrow part of the fiber, 1.7um width

Лаборатория квантового центра стала одним из победителей мегагранта

Лаборатория фотоники и нелинейной волоконной оптики в сотрудничества с Алексеем Михайловичем Желтикоым стала победителем конкурса мегагрантов министерства образования и науки с проектом «Световодные системы для квантовых технологий». В числе победителей конкурса только две казанских лаборатории, вторая из них — химическая лаборатория в Казанском федеральном университете.

В качестве участников конкурса допускались российские вузы и научные организации совместно с иностранными или российскими ведущими учёными, занимающими лидирующие позиции в определённой области наук (естественные и точные науки; техника и технологии; медицинские науки и науки о здоровье; сельскохозяйственные науки; социальные науки; гуманитарные науки).

Победители конкурса были определены на выездном заседании Совета по грантам, проведенного в рамках Второй Международной научной конференция «Наука будущего» и Второго Всероссийского научного форума «Наука будущего — наука молодых» (г. Казань).
В конкурсе принимали участие 542 ведущих ученых из 45 стран мира совместно с почти 300 научными и образовательными организациями России: 428 заявок подано вузами, 114 – научными организациями.

Гранты Правительства Российской Федерации выделяются в размере до 90 млн. рублей каждый на проведение научных исследований в течение 3 лет (2017-2019 годы) с возможным продлением на 2 года.

XI Международная научная школа «Наука и инновации – 2016»

С 5 по 9 июля на базе ФГБОУ ВПО «Поволжский государственный технологический университет», в пансионате «Яльчик» прошла XI Международная научная школа-семинара «Фундаментальные исследования и инновации: нанооптика, фотоника и когерентная спектроскопия». В рамках конференции работу вели 9 секций,  с общим числом участников — 90 человек, и них 40 — молодые ученые, аспиранты и студенты.

Сотрудники Каанского квантового центра выступили с рядом докладов, посвященных последним научным исследованиям центра.

  • С. О. Тарасов, С. А. Моисеев // Оптическая квантовая память на спиновых состояниях квантовых точек
  • Р. В. Урманчеев, К. И. Герасимов, М. М. Миннегалиев и С. А. Моисеев // Теорема площадей сигналов фотонного эха в оптически плотной среде
  • М.М. Миннегалиев , Э. И. Байбеков , К. И. Герасимов , Б. З. Малкин, С. А. Моисеев , Р. В. Урманчеев // Кинетика оптических переходов ионов 166Er3+ и 167Er3+ в кристалле 7LiYF4 и перспективы использования в квантовой памяти
  • Н. М. Арсланов, А. А. Камли, С. А. Моисеев // Сильнолокализованные слабозатухающие световые волны в наноразмерных оптических волноводах
  • Н. М. Арсланов, О. И. Банник, Л. Р. Гилязов, В. И. Егоров, В. В. Чистяков , А. В. Глейм, С. А. Моисеев //Разработка квантовой сети для передачи квантового ключа на боковых частотах в г.Казань

По итогам конференции тезисы лучших докладов будут опубликованы в сборнике докладов.

В России появится первая сеть квантового интернета

Университеты КАИ и ИТМО запускают первую в стране многоузловую квантовую сеть

Ученые из Казанского квантового центра КНИТУ-КАИ и Университета ИТМО совместно произвели запуск пилотного сегмента первой в России многоузловой квантовой сети. Этот проект является важным шагом в развитии квантовой связи в России, поскольку заложит технологическую основу для создания масштабируемой национальной инфраструктуры квантовых коммуникаций. Квантовая сеть в Казани полностью основана на отечественных разработках и по техническим параметрам не уступает передовым российским и зарубежным аналогам.

Просмотреть материал на сайте Известий

Page 1 of 3123»
-->