Устинов Алексей Валентинович

1995 год. Доктор физико-математических наук, Институт физики твердого тела Российской академии наук.

1987 год. Кандидат физико-математических наук, Институт физики твердого тела Российской академии наук.

1984 год. Инженер-физик по специальности «Автоматика и электроника», Московский физико-технический институт, диплом с отличием.

2011 — наст. время. Заведующий лабораторией «Сверхпроводящие метаматериалы» НИТУ «МИСиС».

2011 — наст. время. Научный руководитель группы «Сверхпроводниковые квантовые схемы», Российский квантовый центр.

2010 — 2012 и 2019 — 2021 гг. Директор Физического института, Технологический университет Карлсруэ (Германия).

2008 — наст. время. Профессор, Физический институт, Технологический университет Карлсруэ (Германия).

1996 — 2008 гг. Профессор экспериментальной физики, руководитель лаборатории физики низких температур, Университет Эрланген-Нюрнберга (Германия).

1993 — 1996 гг. Научный сотрудник, Юлихский исследовательский центр (Германия).

1992 — 1993 гг. Приглашенный исследователь, Римский университет «Tor Vergata» (Италия).

1991 — 1992 гг. Приглашенный исследователь, Датский технический университет (Дания).

1984 — 1992 гг. Аспирант, стажер-исследователь, научный сотрудник, Институт физики твердого тела Российской академии наук.

1989 — 1991 гг. Исследователь — стипендиат фонда Гумбольдта, Тюбингенский университет (Германия).

Алексей Устинов является одним из наиболее известных в мире экспертов по длинным джозефсоновским переходам и физике магнитных солитонов — нелинейных волн в этих структурах. Он посвятил много лет исследованию многослойных и дискретных джозефсоновских систем, в этих областях опубликованы его наиболее цитируемые работы.

В 2000 году группа Алексея Устинова обнаружила внутренние локализованные моды (дискретные бризеры) в массивах джозефсоновских контактов. В 2003 году группа опубликовала в Nature сообщение о туннелировании джозефсоновского вихря — крупнейшего квантового объекта, обнаруженного на сегодняшний день.

В последние годы основной акцент в исследованиях группы Алексея Устинова был сделан на сверхпроводниковых кубитах. Выдающимся достижением группы Алексея Устинова стала демонстрация в 2009 году чрезвычайно быстрой (самой быстрой на сегодняшний день) манипуляции сверхпроводящим кубитом, достигающей частоты когерентных колебаний 30 ГГц. Алексеем Устиновым и его группой была исследована квантово-когерентная динамика сверхпроводящих фазовых кубитов, потоковых кубитов и трансмонов.

В 2011 году группа под руководством Алексея Устинова впервые продемонстрировала считывание сверхпроводящих кубитов с частотным мультиплексирование (7 кубитов были считаны при помощи одной измерительной линии) — решающий шаг к масштабируемой квантовой архитектуре. По этому пути теперь следуют ведущие исследовательские коллективы мира.

Более поздние работы включают, например, когерентное управление микроскопическими двухуровневыми дефектами в сверхпроводящих кубитах, демонстрацию считывания кубита, с использованием бегущего флаксона, первую реализацию квантового метаматериала на основе сверхпроводящих кубитов.

Недавние работы включают кубитные метаматериалы, состоящие как из трансмонов, так и из потоковых кубитов, схему на основе кубита-флаксониума с супериндуктивностью из гранулированного алюминия.

Премии и награды

1989 г. Исследовательская стипендия фонда Гумбольдта (Германия).

1998 г. Международная премия им. Стефаноса Пневматикоса за исследования в области физики нелинейных явлений.

2011 г. Мегагрант Правительства РФ.

2015 г. Премия «Сноб. Сделано в России» в номинации «Наука и технологии» за создание первого в России сверхпроводникового кубита.

2017 г. Google Research Award 2017 в номинации Quantum Computing (квантовые вычисления).

Наукометрические показатели

Индекс Хирша по Scopus — 43.

Количество статей по Scopus — 345.

SPIN РИНЦ 3866-9289.

ORCID 0000-0002-1202-1787.

ResearcherID: J-4663-2015.

Scopus AuthorID: 22995725800.

• «Сверхпроводящие метаматериалы», Мегагрант Правительства РФ, Постановление № 220, 2011-2015 гг.
• «Создание технологии обработки информации на основе сверхпроводящих кубитов», проект «Лиман», Фонд перспективных исследований, ГК «Росатом», Министерство науки и высшего образования РФ, 2016-2019 гг.
• «Квантовые метаматериалы на основе сверхпроводниковых кубитов», грант Российского научного фонда № 16-12- 00095 по мероприятию «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований по приоритетным тематическим направлениям исследований», 2016-2018, продление на 2019-2020 гг.
• «Сверхпроводниковые технологии для обработкиквантовой информации», грант Российского научного фонда № 21-72- 30026 по мероприятию «Проведение исследований научными лабораториями мирового уровня в рамках реализации приоритетов научно-технологического развития Российской Федерации» Президентской программы исследовательских проектов, 2021-2024 гг.
• Руководитель 14 проектов Немецкого научного общества (DFG).
• Получатель 8 исследовательских грантов Европейских программ.
• Получатель 4 исследовательских грантов немецкого Министерства науки и образования (BMBF).
• Получатель 6 грантов Министерства науки и высшего образования РФ в рамках программы повышения конкурентоспособности НИТУ «МИСиС».

• P. Winkel, K. Borisov, L. Grünhaupt, D. Rieger, M. Spiecker, F. Valenti, A. V. Ustinov, W. Wernsdorfer, and I. M. Pop. Implementation of a transmon qubit using superconducting granular aluminum. Physical Review X 10, 031032 (2020). DOI: 10.1103/PhysRevX.10.031032.
• L. Grünhaupt, M. Spiecker, D. Gusenkova, N. Maleeva, S. T. Skacel, I. Takmakov, F. Valenti, P. Winkel, H. Rotzinger, A. V. Ustinov, and I. M. Pop. Granular aluminium as a superconducting material for high-impedance quantum circuits. Nature Materials 18, 816 — 819 (2019). DOI: 10.1038/s41563-019-0350-3.
• K. V. Shulga, E. Ilichev, M. V. Fistul, I. S. Besedin, S. Butz, O. V. Astaev, U. Huebner, and A. V. Ustinov. Magnetically induced transparency of a quantum metamaterial composed of twin flux qubits. Nature Communications 9, 150 (2018). DOI: 10.1038/s41467-017-02608-8.
• S. E. de Graaf, S. T. Skacel, T. Hoenigl-Decrinis, R. Shaikhaidarov, H. Rotzinger, S. Linzen, M. Ziegler, U. Huebner, H.-G. Meyer, V. Antonov, E. Ilichev, A. V. Ustinov, A. Ya. Tzalenchuk, and O. V. Astafiev. Charge quantum interference device. Nature Physics 14, 590 — 594 (2018). DOI: 10.1038/s41567-018-0097-9.
• P. Jung, S. Butz, M. Marthaler, M.V. Fistul, J. Leppakangas, V.P. Koshelets and A.V. Ustinov. Multistability and switching in a superconducting metamaterial. Nature Communications 5, 3730 (2014). DOI: 10.1038/ncomms4730.
• P. Macha, G. Oelsner, J.-M. Reiner, M. Marthaler, S. Andre, G. Schoen, U. Huebner, H.-G. Meyer, E. Ilichev and A. V. Ustinov. Implementation of a quantum metamaterial using superconducting qubits. Nature Communications 5, 5146 (2014). DOI: 10.1038/ncomms6146.
• G. J. Grabovskij, T. Peichel, J. Lisenfeld, G. Weiss, and A. V. Ustinov. Strain tuning of individual atomic tunneling systems detected by a superconducting qubit. Science 338, 232 — 234 (2012). DOI: 10.1126/science.1226487.
• A. K. Feofanov, V. A. Oboznov, V. V. Bol’ginov, J. Lisenfeld, S. Poletto, V. V. Ryazanov, A. N. Rossolenko, M. Khabipov, D.Balashov, A. B. Zorin, P. N. Dmitriev, V. P. Koshelets, and A. V. Ustinov. Implementation of superconductor-ferromagnet-superconductor π-shifters in superconducting digital and quantum circuits. Nature Physics 6, 593 — 597 (2010). DOI: 10.1038/nphys1700.
• T. Hime, P. A. Reichardt, B. L. T. Plourde, T. L. Robertson, C.-E. Wu, A. V. Ustinov, and J. Clarke. Solid-state qubits with current-controlled coupling. Science 314, 1427 — 1429 (2006). DOI: 10.1126/science.1134388.
• A. Wallraff, A. Lukashenko, J. Lisenfeld, A. Kemp, M. V. Fistul, Y. Koval, and A. V. Ustinov. Quantum dynamics of a single vortex. Nature 425, 155 — 158 (2003). DOI: 10.1038/nature01826.

• Усиливающий сверхпроводящий метаматериал. Авторы: С.В. Шитов, С.В. Эйсмонт, А. В. Устинов. Патент № RU 2 579 813 C1, дата приоритета 30.12.2014, РФ.
• Shaped Josephson junction qubits. Авторы: Alexey V. Ustinov, Andreas Walraff, Yu Koval. Патент № US 6 627 915 B1, дата 30.09.2003, США.
• Fluxon injection into annular Josephson junctions. Авторы: Alexey V. Ustinov. Патент № US 2002/0177529 A1, дата 28.11.2002, США.

Руководитель 37 кандидатских диссертаций и более 40 дипломных работ в области физики низких температур, нелинейных волн, сверхпроводниковой электроники и физики наноструктур.

Преподавание

Лекционные курсы «Superconductivity», «Solid State Physics» и «Solid State Quantum Information Processing» для студентов Karsruhe Institute of Technology (2008 г. — наст. время).

Лекционный курс «Квантовая обработка информации с использованием сверхпроводящих цепей» для студентов МГУ и МФТИ (2012 г.).

Лекционный курс «Введение в современный квантовые технологии» для студентов НИТУ «МИСиС» и МФТИ (2019 г. — наст. время).

Со-редактор английского издания книги (учебного пособия) В.В. Шмидта «Введение в физику сверхпроводников».

Работа в качестве эксперта по проектам и программам Немецкого научного общества, Европейских программ FP6 и FP7, национальных научных программ США, Финляндии, Израиля, Бельгии, Швеции.

Рецензент ведущих международных научных журналов по физике и электронике, в т.ч. Science, Nature, Nature Physics, Physical Review Letters, Physical Review, Europhysics Letters, Applied Physics Letters и других.

Новая разработка вывела российский квантовый компьютер на мировой уровень, Вести.Ру.

В РАН состоялся Научный совет «Квантовые технологии», Scientificrussia.

Что сможет компьютер невиданной мощности. Интервью с разработчиком, МИА «Россия сегодня».