Это направление исследований возглавляет проф. А. Устинов.

Сайт группы: http://smm.misis.ru

Суть исследований

Основное направление работы лаборатории — экспериментальные исследования электромагнитных свойств сверхпроводящих метаматериалов в диапазоне сверхвысоких частот с использованием одномерных и двумерных структур.

В этой лаборатории впервые в России был создан кубит: один из основных элементов квантового компьютера — компьютера, который использует квантовые эффекты.

В отличие от классических битов, способных принимать только значения ноль и один, кубит (квантовый бит) принимает бесконечное множество состояний, каждое из которых представляет собой «смесь» или суперпозицию двух основных (они тоже обозначаются 0 и 1). Суперпозиция задаётся парой комплексных чисел, каждое из которых характеризует вероятность обнаружения кубита в одном из двух основных состояний.

Процесс измерения кубита представлял собой пропускание через него микроволнового излучения с последующим измерением фазового сдвига этого излучения. Кубит в Лаборатории сверхпроводящих материалов был реализован в виде металлического кольца диаметром несколько микрон с разрезами, напылённого на полупроводниковую подложку. Кольцо было охлаждено смесью гелия-3 и гелия-4 до температур порядка нескольких десятков милликельвин — при такой температуре металл, из которого был выполнен кубит, находился в сверхпроводящем состоянии. Роль нуля и единицы исполнял ток, текущий по часовой и против часовой стрелки соответственно.

Следующим этапом исследований станет манипулирование квантовым состоянием одного, а затем и нескольких кубитов.

resonator.jpg
skvid.jpg
Сверхпроводящий резонатор с встроенным джозефсоновским переходом. СКВИД: устройство для очень точного измерения магнитных полей.

Некоторые члены группы

Некоторые публикации

  1. Kirill G. Fedorov, Anastasia V. Shcherbakova, Michael J. Wolf, Detlef Beckmann, and Alexey V. Ustinov. Fluxon readout of a superconducting qubit. Physical Review Letters, 112(16):160502, April 2014. URL: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.112.160502, doi: 10.1103/PhysRevLett.112.160502.
  2. Kirill G. Fedorov, Sergey V. Shitov, Hannes Rotzinger, and Alexey V. Ustinov. Nonreciprocal microwave transmission through a long josephson junction. Physical Review B, 85(18):184512, May 2012. URL: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevB.85.184512, doi: 10.1103/PhysRevB.85.184512.
  3. A. Vidiborskiy, V. P. Koshelets, L. V. Filippenko, S. V. Shitov, and A. V. Ustinov. Compacted tunable split-ring resonators. Applied Physics Letters, 103(16):162602, October 2013. URL: http://scitation.aip.org/content/aip/journal/apl/103/16/10.1063/1.4826255, doi: 10.1063/1.4826255.