В конце января Новосибирский государственный технический университет объявил о создании в университетской лаборатории квантовой криогенной электроники многоканального малошумящего источника тока. Как сообщалось в пресс-релизе, устройство может использоваться для задания рабочих режимов в кубитных системах и потому будет востребовано у российских разработчиков квантового компьютера. Подробнее об исследованиях в интервью Indicator.Ru рассказал руководитель проекта, проректор НГТУ по научной работе Алексей Вострецов.

— Расскажите подробнее о вашей разработке. Как работает устройство и для чего оно предназначено?

Мы разработали источник тока, который работает в достаточно широком диапазоне: от 1 микроампера до 100 миллиампер и позволяет задавать токи с очень низким уровнем шумов. Это необходимо в квантовых системах, например для задания рабочих режимов, так как там любое случайное изменение характеристик — «шум» — может быть принято за сигнал. Кроме того, при создании квантовых систем нужны очень точные измерения, например вольтамперных характеристик. В реальных системах от шумов никуда не денешься, они присущи всем электронным устройствам. Но нам удалось, используя последние достижения в элементной базе, в схемотехнике, добавив наше некоторое ноу-хау, создать прецизионный — очень точный — источник тока.

Мы создали его с помощью специальной установки, которая позволила добиться температуры, близкой к абсолютному нулю (–273 градуса Цельсия). Именно при таких температурах возникает эффект сверхпроводимости, лежащий в основе работы квантовых битов, уровень энергий которых лежит в микроволновом диапазоне частот.

— А сейчас российские исследователи квантовых систем используют зарубежные источники тока? Ваше устройство имеет какие-либо преимущества перед аналогами?

Да, в нашу лабораторию мы тоже закупали зарубежные устройства, у нас работают четыре импортных источника. Но в настоящее время уровень шумов, который обеспечивает наш источник, намного, раза в два, ниже, чем у стандартного серийно выпускаемого источника фирмы Keithley. То есть он обеспечивает лучшие характеристики. Еще одно преимущество нашего прецизионного источника состоит в том, что он многоканальный и с двойной развязкой токовых цепей. Это значит, что он полностью «отвязан» от цепи питания. Поэтому его можно использовать, не боясь, что помехи из электрической сети помешают работе: оптическая и электрическая развязка дают двойную изоляцию. Кроме того, наш источник может вырабатывать не только постоянный ток, но и переменный в частотном диапазоне до 1 килогерца. Его можно использовать как автономно, так и включать в автоматизированную систему и заранее задавать через него нужную форму тока. Так что наш источник позволяет автоматизировать лабораторные установки при экспериментах с квантовыми системами.

— Эта разработка — часть большого проекта? Ведутся ли сейчас в НГТУ какие-либо разработки в области квантовых компьютеров, кроме этого прибора?

Да, мы тоже проводим квантовые измерения. Мы входим в консорциум по созданию квантового компьютера. Это исследование (проект «Создание технологии обработки информации на основе сверхпроводящих кубитов», прим. Indicator.Ru) финансирует Фонд перспективных исследований, а участвуют еще шесть организаций: «МИСиС», МФТИ, МГТУ им. Баумана, Российский квантовый центр, Институт физики твердого тела РАН, и головная организация Всероссийский НИИ автоматики им. Духова. В этом проекте мы работаем над электроникой для квантовых систем обработки информации. Кроме многоканального источника тока, сюда еще входят малошумящие криогенные СВЧ-усилители, но по их характеристикам нам пока не удалось превзойти зарубежные аналоги.

— Значит, ваш источник тока в ближайшее время будет передан во все организации в составе консорциума?

Не во все, а в те, которые занимаются измерениями кубитов. Мы передадим в головную организацию, во ВНИИА, источники, которые у нас уже изготовлены. А институт уже распределит их между соисполнителями. Это позволит отказаться от закупок малошумящих источников тока за рубежом. В закупках консорциум не устраивают два момента: во-первых, желательно получить лучшие характеристики, а во-вторых, необходимо не зависеть от зарубежных производителей, потому что действительно уникальные приборы попадают под санкции и иногда их просто невозможно приобрести. А квантовые исследования не должны зависеть от зарубежного рынка.

Сейчас у нас в процессе подготовки заявка на изобретение и реализация идей по дальнейшему улучшению характеристик устройства. За время опытов, например, возникла мысль о том, что можно добавить функцию задания ограничения напряжения до необходимого уровня.

— Согласны ли вы, что сейчас идет настоящая международная гонка за право первенства в создании квантового компьютера?

Да, квантовый компьютер — это вопрос национальной безопасности. Государство, которое первым его создаст, на мой взгляд, получит шанс завладеть миром. Любой код, любой шифр можно будет вскрыть, ведь квантовый компьютер сможет за минуты сделать то, на что обычному требуются годы.

— Как вам кажется, на уровне государства достаточно поддерживаются исследования в этой области?

Да, ведь Фонд перспективных исследований поддержал нашу работу. И в национальном проекте «Наука» сейчас на эти исследования также предусмотрены значительные средства.

Екатерина Ерохина

Похожие новости

  • 11/03/2019

    В Новосибирске испытывают самый мощный в России накопитель электроэнергии

    ​Испытания накопителя электроэнергии мощностью более мегаватта завершают сегодня в новосибирском промышленно-логистическом парке. В России аналогов такому устройству нет. Система накопления — это множество аккумуляторов под управлением электроники.
    530
  • 18/12/2018

    Новосибирский эколог Виктор Александров - о переходе на бурый уголь

    ​В Новосибирске активно обсуждается вопрос об использовании бурого угля в городской системе теплоснабжения. Виктор Александров, доцент кафедры инженерных проблем экологии НГТУ, который ранее работал в должности начальника отдела природоохранных органов Новосибирской области, в интервью пресс-службе вуза объяснил, почему рано говорить, что бурый уголь может заменить каменный без дополнительных экологических проблем.
    1110
  • 17/10/2019

    Новосибирские ученые разработают новые методы прогноза разрушения механизмов из-за трения

    Коллектив ученых из Новосибирского государственного технического университета (НГТУ), выигравших молодежный грант Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ), займется изучением эволюции структуры и свойств в поверхностных слоях рельсовых сталей в процессе трения с использованием синхротронного излучения (СИ).
    111
  • 20/10/2017

    Роспатент: от экспертизы заявки до использования изобретений

    В каждой стране есть патентные ведомства, в России это Федеральная служба по интеллектуальной собственности (Роспатент). Она занимается выдачей патентов, регистрацией товарных знаков и других объектов, ведением государственных реестров.
    2299
  • 27/03/2017

    Новосибирские ученые создали материал, обеспечивающий 30 лет непрерывной работы химического реактора

    Ученые из Института ядерной физики (ИЯФ) СО РАН и Новосибирского государственного технического университета (НГТУ) создали новую технологию сплавления титана и тантала, в результате чего получили особо стойкий к коррозии и агрессивным средам материал.
    2400
  • 14/02/2016

    Крупнейший технический вуз Новосибирска делает ставку на прикладные исследования

    ​​Новосибирские вузы настороженно отнеслись к очередному этапу реформы высшего образования, подразумевающему объединение региональных высших учебных заведений в крупные "опорные университеты".
    2038
  • 22/05/2019

    Профессор Иван Батаев: если сейчас специалистов для СКИФа нет, это не значит, что мы не можем ими стать

    ​Центр коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (СКИФ) – опора проекта Академгородок 2.0 и одна из основ программы развития Сибирского отделения Российской Академии наук. При этом не только среди обывателей, но и в академической среде есть те, кто не уверен, что данная установка действительно необходима.
    576
  • 21/10/2019

    Алексей Приходько о работе над созданием автоматического онлайн-переводчика с русского жестового языка

    Выпускник аспирантуры факультета автоматики и вычислительной техники Новосибирского государственного технического университета Алексей Приходько не слышит с рождения. Но молодой человек не только смог получить высшее образование, но и решил создать автоматический онлайн-переводчик с русского жестового языка, чтобы расширить возможности глухих людей.
    217
  • 08/02/2019

    Как уменьшить вес двигателя почти наполовину?

    Каждый месяц на автомобильном рынке происходят события, способные резко изменить существующие тенденции или задать новые. Журнал «АБС-авто» публикует самые яркие из них. В РФ локализуют глобальные автоплатформы и системы управления ТСМинистерство промышленности и торговли Российской Федерации подписало специальный инвестиционный контракт с публичным акционерным обществом «АВТОВАЗ» (с привлечением ООО «ЛАДА Ижевский Автомобильный Завод», ЗАО «Рено Россия», ООО «Ниссан Мэнуфэкчуринг Рус», ООО «Мицубиси Моторс Рус») и участием регионов: Самарской области, Калужской области, Удмуртской Республики, Москвы и Санкт-Петербурга.
    670
  • 24/07/2018

    О путях развития региональной энергетики

    Наверное, сегодня уже никто не будет спорить с тем, что создание мини-электростанций и перевод газовых котельных в режим комбинированной выработки тепла и электричества – один из основных путей развития региональной энергетики.
    743