«Квантовые исследования не должны зависеть от зарубежного рынка»

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.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.