Квантовые оптические технологии - Фонд польской науки Фонд польской науки

МАБ 4/2017

проект:

Квантовые оптические технологии / Квантовые оптические технологии

Авторы:

профессор Конрад Банашек

Финансирование:

34 999 430,00 зл.

Расположение проекта:

Университет Варшавы

Зарубежный партнер:

Оксфордский университет

Площадь:

Квантовая физика, оптическая техника, оптика

Цель проекта:

Комплексное исследование оптических систем на квантовом уровне для разработки совершенно новых способов связи, обнаружения, метрологии, обработки изображений и других практических приложений.

Описание проекта:

Они инвестируют в кванты в Варшаве

Страны, которые инвестируют сегодня в исследования в области квантовых технологий, могут достичь действительно больших социальных и экономических выгод в течение нескольких десятков лет, прогнозируют аналитики рынка. Тем временем физики, компьютерные ученые и инженеры усердно работают над тем, чтобы воплотить прорывы, сделанные за последние десятилетия в области квантовой механики, в практические решения и продукты, используемые в повседневной жизни. Эта цель руководствуется огромной флагманской программой ЕС по квантовой технологии, которая скоро начнется. Новый научный центр, созданный в Варшавском университете проф. доктор хаб. Конрад Банашек, победитель программы «Международная программа исследований», проводимой Фондом польской науки. Новое предприятие будет сосредоточено на квантово-оптических технологиях, а его стратегическим партнером станет Оксфордский университет.

Программа исследований, созданная проф. Конрад Баняшка предлагает очень привлекательный взгляд на квантовую физику с точки зрения новых технологий. Главной целью является комплексное исследование оптических систем на квантовом уровне для разработки совершенно новых способов связи, обнаружения, метрологии, обработки изображений и других практических приложений. Термин «оптические системы» понимается в широком смысле и включает физические системы, которые могут быть подготовлены, обработаны и измерены с помощью света. Эти системы включают атомы, молекулы, твердые тела и оптомеханические системы, и область их потенциальной реализации очень широка.

«В традиционных подходах все используемые соответствующие параметры имеют четко определенное макроскопическое значение. В квантовом описании центральную роль играют квантовые состояния, которые содержат полные характеристики описанных физических объектов, но не доступны напрямую. Анализ традиционных методов на основе квантовой механики определяется

профессор доктор хаб. Конрад Банашек

их пределы возможностей. Во многих оптических технологиях они известны как ограничения, связанные с «дробовым шумом», обусловленным квантовой природой света, элементарными «зернами» которого являются фотоны. Например, в традиционных методах визуализации и микроскопии шум от выстрела определяет теоретический предел точности изображения и ограничивает возможность увеличения разрешения за пределами дифракционной границы. В оптической связи вероятность ошибки для стандартных систем кодирования зависит определенным образом от доступного уровня сигнала. Однако, если принять во внимание стратегии, допускаемые квантовой механикой, оказывается, что оптимальные результаты, которые можно получить с помощью рассматриваемых протоколов, намного лучше, чем результаты этих ограничений. Основная причина заключается в возможности подготовки, манипулирования и обнаружения квантовых систем таким образом, который выходит за рамки обычных методов, основанных только на макроскопических величинах », - сказал проф. Конрад Банашек.

Примером применения квантовой механики являются инновационные методы измерения с эффективностью и чувствительностью, недостижимые традиционными методами. Квантовые датчики могут быть использованы в будущем, например, в геологических исследованиях (поскольку они обеспечивают очень точные измерения градиентов гравитационного поля) и для мониторинга окружающей среды (поскольку они обнаруживают следовые количества химических веществ). Магнитометрия с использованием когерентно контролируемых квантовых систем, таких как центры цвета в алмазе, может радикально упростить медицинскую диагностику, основанную, например, на методе магнитного резонанса. Квантовые методы связи могут, по крайней мере, частично решить проблему кибербезопасности и кражи личных данных в Интернете. А использование квантовых эффектов передовых методов освещения и визуализации образцов может открыть совершенно новые горизонты в биомедицинских исследованиях. Как подчеркнул проф. Конрад Банашек, это всего лишь несколько примеров практической реализации квантовой инженерии, многие другие ждут своего открытия.

профессор доктор хаб. Конрад Банашек - физик, который много лет связан с физическим факультетом Варшавского университета. После получения докторской степени в Варшавском университете в 2000 году он прошел зарубежную стажировку в университетах Рочестера (США) и Оксфорда (Великобритания). Он является автором или соавтором более ста научных статей в области широко понимаемых квантовых технологий. В последнее десятилетие он координировал три проекта, финансируемых из средств 7-й Рамочной программы Европейского Союза, и дважды был лауреатом программы TEAM Фонда польской науки. В настоящее время, помимо исследовательской работы в Варшавском университете (в Центре новых технологий в Варшавском университете он руководит Лабораторией квантовых технологий), он является научным координатором европейской инициативы QuantERA, объединяющей 32 грантовых агентства из 26 стран под руководством Национального научного центра.

На снимке: проф. доктор хаб. Конрад Банашек / фото: OneHD

Похожие