Date:Октябрь 09, 2014

НГ Архитектура, программное обеспечение и компонентная база квантовых вычислений

Баграев

 

 

Николай Т. Баграев, руководитель научной группы, доктор физико-математических наук, профессор

 

 

 

 

 

 Описание группы: 

Деятельность лаборатории носит приоритетный междисциплинарный характер. Решение поставленных перед научным коллективом задач позволит впервые в мире создать промышленный квантовый 1компьютер, электронные компоненты которого работают при комнатной температуре, что существенно расширит масштабы использования наноэлектронных технологий и станет научным брендом СПбПУ. Внедрение результатов научной деятельности лаборатории приведет к важным социально-экономическим эффектам, включая создание киберфизических технологий управления, а также применение персональных систем обработки квантовой информации в таких сферах деятельности как наука, медицина и образование.

 

Результатом научно-исследовательской деятельности группы будут:

  • кремниевые спиновые и опто-наноэлектроные кубиты, предназначенные для выполнения цифровых операций с использованием многокомпонентных квантовых регистров;
  • приборные структуры и квантовые гейты для выполнения различных
  • операций обработки информации и вычислений, реализуемых на основе принципов кремниевой спинтроники;
  • устройства нано-оптоэлектроники для реализации электронных приборов терагерцевого диапазона электромагнитного спектра частот излучения.

Несмотря на значительный прогресс в разработке теоретических и алгоритмических основ квантовых вычислений в мире до сих пор не существует промышленных образцов квантовых компьютеров. Поэтому основными направлениями исследований, которые планируется проводить в лаборатории, является: создание кремниевых кубитов, работающих при комнатной температуре, а также разработка методов координированного изменения состояниий квантовых вычислительных3 структур с использованием технологии функционального программирования. Для решения задачи управления процессами квантовой обработки информации будет использован принцип интерференции квантовых носителей тока, проявляющийся как в транспортных, так и в оптических свойствах кремниевых наноструктур, созданных на основе спиновых транзисторах с краевыми каналами. Разрабатываемые в лаборатории подходы к выбору архитектура, разработке программного обеспечения и компонентной базы квантовых компьютеров позволят впервые в мировой практике создавать технологию промышленного производства кубитов и квантовых регистров на базе оптических и спиновых кремниевых транзисторов, работающих при высоких (вплоть до комнатной) температурах. Создаваемые в лаборатории устройства наноэлектроники и нано-оптоэлектроники могут быть эффективно использованы для обработки информации и управления кибер-физическими процессами, протекающими в микро- и нанорезонаторов, внедренных в кремниевые наноструктуры. Разрабатываемые технологии и макетные образцы электронных компонент должны обеспечить практическую реализацию многоразрядных квантовых регистров, которые рассматриваются как перспективные компоненты гибридных систем высокопроизводительных облачных вычислений. Относительная дешевизна и высокая воспроизводимость изготовления наноструктур в рамках планарной кремниевой технологии, позволяет обеспечить их производство, в том числе в промышленно значимых масштабах. Особым объектом исследований являются процессы квантовой интерференции носителей тока в спиновых транзисторах с краевыми каналами, используемые для реализации спинового транзистора, имеющего:

  • высокое значение подвижности дырок при комнатной температуре,
  • большую площадь структуры с двумерным дырочным газом
  • возможность прямого контроля проводимости, калиброванного в фундаментальных единицах.
  • высокий коэффициента усиления в условиях фазовой когерентности спинозависимого транспорта дырок при наличии квантового точечного контакта в одном из плеч одномерного кольца

 

 

 Контакты: 

bagraev@mail.ioffe.ru

telematics.spbstu.ru/rtc/ telematika/

vlad@neva.ru

Яндекс.Метрика