Our website uses cookies to manage some features and to show you news and announces in selected language. By clicking on OK button, you accept the use of cookies.
Group of
Квантовая поляритоника
Алексей Кавокин
Научный руководитель
Group publications
About the Group
Группа является международным лидером в теории экситон-фотонного взаимодействия в низкоразмерных полупроводниковых структурах. В настоящее время она находится на переднем крае международных исследовательских работ в области реализации квантовых вычислителей на основе решеток экситон-поляритонных конденсатов и порожденной экситонами высокотемпературной сверхпроводимости
Поляритоника имеет дело с квазичастицами, которые объединяют свет и вещество в новые собственные моды, сочетающие уникальные свойства, такие как высокую когерентность, приобретенную от света, и способность эффективного взаимодействия, приобретенную от вещества. В этой области происходит бурное развитие неклассических оптических устройств: уже продемонстрированы первые кубиты и активно исследуются симуляторы на основе поляритонов, в чем в том числе участвует и группа "Квантовая поляритоника" РКЦ.
Группа занимается разработкой поляритонных кубитов, образованных круговыми токами (вихревыми состояниями) бозонных конденсатов экситонных поляритонов. Исследователи работают над описанием для всех статистически наблюдаемых в фотонном детектировании спонтанно испускающих квантовых состояний, а также описанием вихрей, фазовых дислокаций и солитонов в неравновесных поляритонных системах, в том числе в нелинейном (джозефсоновском) режиме взаимодействия света с веществом.
Бозонные конденсаты поляритонов идеально подходят для квантовой обработки информации, где востребованы масштабируемость системы и оптический контроль. Физика поляритонов дала новое прикладное понимание фундаментальным понятиям, таким как конденсат Бозе-Эйнштейна или сверхтекучие жидкости, позволила реализовать фундаментальные многочастичные эффекты на чипе и при комнатной температуре. Бозе-эйнштейновские конденсаты поляритонов могут быть реализованы при высоких температурах (вплоть до комнатных) и демонстрируют сверхтекучесть, поляризационные текстуры и топологически-защищенные токи. Благодаря гибкости в реализации поляритонных систем в сочетании с простым считыванием информации без разрушения состояния системы поляритонные квантовые жидкости становятся уникальной платформой для изучения разнообразных явлений физики многих тел.
Группа сотрудничает со всеми ведущими научными группами, изучающими экситон-поляритоны в России, Европе, США и Азии. Она также активно вовлечена в деятельность консорциумов, занимающихся исследованиями в области поляритоники.
За время существования группы вышло более 100 статей, включая публикации в престижных журналах «Science», «Nature Reviews Physics», «Nature Materials», «Nature Communications», «Light: Science and Applications», «Physical Review Letters», а также учебник «Микрорезонаторы» (Oxford University Press, 2017, 600 стр).
Research Areas
- 1
Поляритонные кубиты - 2
Раби-осцилляции экситонных поляритонов - 3
Сверхтекучесть и сверхпроводимость поляритонов - 4
Поляритон-фотонная запутанность (в коллаборации с CNR, Д. Санвитто и лабораторией Сколтеха П. Лагудакиса) - 5
Двумерная и одномерная физика - 6
Топологические дефекты в оптических полях и квантовых жидкостях
Members
Мария Кузнецова к.ф.-м.н., Научный сотрудник
Михаил Петров к.ф.-м.н., Научный сотрудник
Роман Чербунин к.ф.-м.н., Научный сотрудник
Антон Осипов К.ф.-м.н., Научный сотрудник
Нина Воронова к.ф.-м.н., Старший научный сотрудник
Владимир Митюшкин Научный сотрудник
Василий Столяров Научный сотрудник
Андрей Курдюбов к.ф.-м.н., Научный сотрудник
Денис Новокрещенов Младший научный сотрудник
Алексей Любомиров Научный сотрудник
Тимур Прядилин Стелла Кавокина К.ф.-м.н., доцент, Ведущий научный сотрудник
History
2014 Основание группы "Квантовая поляритоника" в РКЦ.
2015 Статья коллектива группы под названием «Возбуждение поляритонов квантовым светом» стала выбором редактора «Physical Review Letters».
2017 Конференция PLMCN 18 в Вюрцбурге, организованная Н. Вороновой и А. Кавокиным (в сотрудничестве с Uni.Wü), привлекла более 300 участников, в том числе 2 нобелевских лауреатов.
Проект «Поляритонные квантовые симуляторы» под руководством Алексея Кавокина получил грант в 30 миллионов рублей от Федеральной целевой программы.
Группа выиграла Мегагрант на создание Лаборатории Гибридных солнечных батарей в НИТУ «МИСИС» под руководством профессора Альдо Ди Карло.
Экспериментальная составляющая работы группы стала включать в себя изготовление и характеризацию новых нано- и метаматериалов с уникальными оптическими и транспортными свойствами.
2022 Продемонстрирован одиночный поляритонный кубит на основе кольцевого поляритонного конденсата. Такой конденсат может быть инициирован в состоянии суперпозиции двух сверхтекучих токов за счет тщательного подбора радиуса оптической ловушки и интенсивности накачки.
А. Кавокин и соавторы опубликовали в Nature Reviews Physics обзор "Polariton Condensates for Classical and Quantum Computing", где сформулированы Дорожная карта развития квантовой поляритоники.
В МФТИ создан Международный центр теоретической физики им. А.А. Абрикосова под руководством А. Кавокина.
2023 Впервые в мире на поляритонном кубите продемонстрированы операции Адамара и Паули с достоверностью выше 95%.
2025 А. Кавокин и соавторы опубликовали в Nature Materials статью "Coherent optical spin transport for polaritonics at room temperature", в которой представлены вентиль NOT и спиновый мультиплексор на поляритонах.
2026 Алексей и Стелла Кавокины опубликовали в Science статью "A universal law for random fluctuations", в которой сформулирован универсальный закон масштабирования массивов поляритонных конденсатов.
А. Кавокин и соавторы опубликовали в Nature Reviews Physics обзор "Vortices and solitons in polariton superfluids and condensates".
Д. Новокрещенов и А. Кавокин опубликовали в Physical Review Letters статью "Classical and single-photon-seeded polarization memories based on polariton lasers", где предложена концепция квантовой памяти на основе поляритонного конденсата.
Photos
