Первый «квантовый звонок» между Москвой и Санкт-Петербургом!

8 июня 2021 года произошло знаменательное событие в истории развития квантовых коммуникаций России и Мира, в целом - состоялся первый сеанс видеоконференцсвязи по магистральному квантовому защищенному каналу между Москвой и Санкт-Петербургом. В сеансе участвовали заместитель председателя правительства Российской Федерации Дмитрий Чернышенко, генеральный директор — председатель правления ОАО «РЖД» Олег Белозёров и губернатор Санкт-Петербурга Александр Беглов. Партнером ОАО «РЖД» в реализации проекта по строительству магистральной квантовой сети Москва – Санкт-Петербург стал Университет ИТМО.

 

         Первый «квантовый звонок» между Москвой и Санкт-Петербургом. Источник фото: www.gov.spb.ru

Магистральная квантовая сеть Москва – Санкт-Петербург протяженностью около 700 км — самая крупная в Европе и вторая по величине в мире. Она создана на базе оригинальных отечественных решений. Новая инфраструктура позволяет с высочайшим уровнем защищенности передавать большие массивы данных. Сохранность информации гарантируется на уровне принципов квантовой физики.

Квантовые коммуникации — это новая высокотехнологичная отрасль, сформировавшаяся на стыке технологий фотоники (работа с оптическими сигналами и создание устройств на их основе) и квантовых технологий. Пилотный участок магистральной квантовый сети Москва – Санкт-Петербург является первым внедрением Квантовой коммуникационной платформы цифровой экономики. В создании этого участка активное участие приняли сотрудники, аспиранты и студенты лаборатории Квантовой информатики, сотрудники Национального центра квантового интернета Университета ИТМО, а также выпускники факультета Фотоники – сотрудники компании «СМАРТС-Кванттелеком». Важно, что сотрудники, аспиранты и студенты ИТМО приняли участие на всех этапах реализации проекта: от разработки принципов квантового распределения ключей шифрования, обеспечивающих непревзойденную стойкость систем передачи данных к несанкционированному доступу при их доставке потребителю, до монтажа, пуско-наладки и ввода в эксплуатацию. Подготовка специалистов для работы на квантовых магистралях страны осуществляется на образовательной программе «Квантовые коммуникации и фемтотехнологии» (руководитель программы - заслуженный деятель науки РФ, профессор С.А.Козлов).

«Внедрение квантовой технологии позволит значительно повысить информационную безопасность существующих сетей связи, в том числе защиту от перспективных угроз, — комментирует директор Национального центра квантового интернета ИТМО Сергей Хоружников. — В ее основе лежит метод квантовой коммуникации на боковых частотах. Особенность этого метода заключается в том, что одиночные фотоны не излучаются источником непосредственно. Они выносятся на боковые частоты в результате фазовой модуляции классических импульсов. Интервал между несущей частотой и подчастотами составляет примерно 10–20 пм. Такой подход позволяет транслировать квантовый сигнал на расстояния до 100 километров при скорости порядка 300 бит/с».

 

          Первый «квантовый звонок» между Москвой и Санкт-Петербургом. Источник фото: www.gov.spb.ru

Во время «квантового звонка» обсуждались перспективы сотрудничества с регионом и возможности применения данной технологии. Кроме того, была проведена демонстрация отечественного оборудования квантовых коммуникаций, а также работы системы мониторинга квантовой сети. 

«Мы рады, что с такими партнерами, как РЖД, в рамках национальной программы “Цифровая экономика” реализуем сложные проекты в короткие сроки. Напомню, дорожная карта по квантовым коммуникациям была подписана только в августе прошлого года, но уже сейчас есть конкретный результат — квантовая сеть, которую мы сегодня запустили. На эту технологию большой спрос и со стороны государственных органов, и, что важно, со стороны бизнеса. В процесс организации квантовой сети было вовлечено большое количество партнеров — от малых инновационных и научных институтов до больших корпораций. В Год науки и технологий — это большое достижение наших ученых, — сказал Дмитрий Чернышенко. Он также отметил, что такие технологии очень востребованы в свете нарастающих киберугроз. — Россия находится в числе лидеров, и протяженность первого отрезка — 700 километров — является второй в мире. У нас большие планы и амбиции, и мы будем развивать эту технологию, чтобы защищенные сети квантовых коммуникаций были по всей стране. До 2024 года будет создано 7 тысяч километров, продолжение реализации проекта обеспечено финансированием».

 

Первый «квантовый звонок» между Москвой и Санкт-Петербургом. Источник фото: www.gov.spb.ru

 

«Менее года ушло на то, чтобы реализовать пилотный проект, и сегодня мы открываем новую страницу в истории страны. Проект строительства пилотного участка магистральной квантовой сети Москва – Санкт-Петербург завершен — это, безусловно, настоящий прорыв в сфере отечественных телекоммуникаций. И это только первый шаг. По дорожной карте, мы должны реализовать 120 проектов, 75 продуктов и сервисов», — отметил Олег Белозёров.

Он подчеркнул, что магистральная квантовая сеть Москва – Санкт-Петербург даст возможность апробировать новые технологические решения, внедрить критически важные сервисы.

«Сегодня уже можно сказать, что Российская Федерация занимает лидирующие позиции в мире по квантовым коммуникациям», — сказал глава ОАО «РЖД».

Кроме Университета ИТМО, партнерами ОАО «РЖД» в ходе реализации проекта строительства пилотного участка магистральной квантовой сети Москва – Санкт-Петербург выступили ООО «Специальный Технологический Центр», ООО «СМАРТС-Кванттелеком» и ООО «Амикон».

1-й Канал

Антон Козубов, выпускник факультета Фотоники и оптоинфоматики, вошёл в пятёрку молодых специалистов, которые меняют Петербург.

Пять молодых специалистов, которые меняют Петербург.

Это ведь не секрет, что в редакции «Собака.ru» есть хрустальный шар, куда мы время от времени посматриваем, чтобы разглядеть прекрасные лица сверхновых героев. Знакомьтесь: архитектор, создательница экскурсий, врач-онколог, физик и музыкант, о которых скоро будут говорить все.

Ведущий научный сотрудник Университета ИТМО физик Антон Козубов — знаменосец петербургской квантовой оптики: он руководит теоретической группой Лаборатории квантовых процессов и измерений.

Звучит как заклинание, но если перевести на простой язык то, над чем работает команда Антона, получается нечто интригующее: исследование передачи, обработки и хранения информации с помощью различных состояний света, например, создание надежных ключей шифрования, которые почти невозможно украсть. Это если о приземленном. Глобально — создание квантовых компьютеров и даже реализация квантовой телепортации.

Сам Антон в 2019 году стал единственным российским участником на QKD Security Workshop в Канаде, семинаре, который собирает лучших в мире ученых в области доказательства секретности квантового распределения ключей.

«За последние десятилетия квантовая оптика серьезно скакнула вперед, в этом есть серьезная заслуга не только ученых, но и обычных людей: они смотрят и читают блоги о квантовой теории информации, квантовых компьютерах, телепортации. Разговоры об этом влияют даже на оценки инвесторами акций ведущих IT компаний современности. Сейчас мы все больше переходим из теоретической области в практическую — работаем над теми же методами квантового распределения ключей, это будущее всех сфер нашей жизни в информационную эру. Планов на 2021 год с избытком: не могу детально говорить о проектах, но они будут связаны с теоретическим исследованием классической передачи информации по квантовым каналам, квантовым имаджингом (получение за счет квантовых изображений лучшего качества, чем любые изображения классической оптики) и квантовым гироскопом, потенциально обладающим гораздо большей точностью по сравнению с классическими аналогами».

Оригинал статьи

Проект Ольги Смолянской по созданию лаборатории, специализирующейся на исследовании объектов культурного наследия выиграл мегагрант Правительства РФ.

  В России подведены итоги очередного, восьмого по счету, конкурса на получение мегагрантов. Совет по грантам при Правительстве РФ одобрил 43 заявки от разных вузов и научных центров страны. Впервые в истории Университета ИТМО были одобрены сразу три заявки вуза на конкурсе мегагрантов Правительства РФ. Мегагранты получили: проект по созданию лаборатории для изучения и экспертизы культурного наследия на основе передовых оптических технологий (Ольга Смолянская - факультет Фотоники и оптоинформатики); проект, посвященный нанолазерам и микролазерам на основе новых наноматериалов и современных оптических архитектур (Сергей Макаров – Новый физтех); проект по перспективным количественным технологиям в магнитно-резонансной томографии (Ирина Мельчакова - Новый физтех).

  Оптические технологии открывают новую веху в изучении культурного наследия.
  Первый, из трёх вышеперечисленных проектов, предполагает создание в Университете ИТМО лаборатории, специализирующейся на исследовании предметов музейного фонда и объектов культурного наследия с привлечением методов оптической спектроскопии и томографии. В рамках проекта предполагается также создание в составе лаборатории мобильного комплекса, укомплектованного портативным оборудованием для проведения научных исследований «in-situ», то есть непосредственно на территориях локации объектов культурного наследия.
 
Подробнее о проекте рассказала его автор, и ответственный исполнитель, ведущий ученый Международного института Фотоники и оптоинформатики), доцент факультета Фотоники и оптоинформатики, к.ф.-м.н. О.А. Смолянская.
  Какова цель проекта?
  «Главная цель проекта - развитие в Российской Федерации таких современных наук как «Наука о наследии» и «Естественные науки для изучения культурного наследия», в области проведения научного исследования «in-situ» на примере древнерусской живописи и архитектурного декора, а также русского авангарда, применяя методы оптической спектроскопии и томографии».
  Если немного о сути проекта, что Вы предполагаете сделать, и что получить «на выходе»?
  «Проект предполагает создание в Университете ИТМО лаборатории, специализирующейся на исследовании предметов музейного фонда и объектов культурного наследия с привлечением методов оптической спектроскопии и томографии, и в ее составе мобильной группы, укомплектованной портативным оборудованием, для проведения научных исследований in-situ. Основными задачами лаборатории будут не только сами исследования, но разработка методик изучения технологии древнерусской живописи, в том числе фресок, сохраняющих историческое месторасположение в средневековых храмах, на основе применения методов оптической спектроскопии и томографии. А также апробация применимости данных методик для определения времени, места и способа производства красок, вида красителя и технологий их получения.Кроме того, прикладной задачей будет экспертиза предметов культурного наследия, в частности, живописи русского авангарда».
  Каковы сроки и финансирование проекта?
  «Работы по проекту рассчитаны три года, с 2021 по 2023 годы. Суммарное финансирование проекта за счёт средств федерального бюджета составит 90 млн. рублей, из них примерно 70% пойдёт на материально-техническое оснащение лаборатории, а 30% - на научные исследования, стажировки, командировки, учёбу».
  Какова численность и состав научной группы, которая будет реализовывать проект?
«В настоящее время сформировано ядро научной группы. Это известные в мировом научном сообществе, в своих областях, учёные. Соруководителем или научным руководителем лаборатории будет Мишель Меню (Michel Menu). Он уже в течение 20 лет является руководителем научно-исследовательского департамента Центра исследований и реставрации музеев Франции (Дворец Лувр, Париж, Франция). Специалисты в области художественной экспертизы: доктор искусствоведения Елена Нестерова, и кандидат искусствоведения Сергей Сирро. Специалист в области материаловедения – доктор физ.-мат. наук Николай Никоноров. Специалист в области обработки изображений – доктор техн. наук Игорь Гуров. В январе мы планируем увеличить численный состав научной группы до 18 человек, это будут начинающие молодые учёные, в том числе, бакалавры, магистранты и аспиранты факультета Фотоники и оптоинформатики Университета ИТМО. В рамках проекта предполагаются ежегодные стажировки двух магистрантов или аспирантов (каждый по полгода), а также двух сотрудников лаборатории (по одному месяцу) в Центр «C2RMF» (Париж, Франция), для приобретения опыта проведение научных исследований. Так, что приглашаю заинтересованных студентов принять участие в нашем проекте!».
 
 
 Ольга, Ваш проект, без сомнения, очень интересен и актуален. Но если честно, как-то не возникает ассоциации между ИТМО и культурным наследием. Поясните, пожалуйста, какая связь между этими понятиями? И сразу второй вопрос, у Вас уже был опыт подобных работ в этой области?
  «Понимаю Ваши вопросы. Начну со второго. Безусловно, идея проекта родилась не на пустом месте. Ведущие ученые научного коллектива имеют уже достаточно большой опыт сотрудничества в области исследования культурного наследия. Так, Сергей Сирро. и его отдел уже более трех лет сотрудничают с проф. Мишелем Меню и Центром «C2RMF» в сфере развития науки о наследии в России и разработке концепции мобильной лаборатории РФ. Совместными усилиями Русского музея (Сергей Сирро) и Университета ИТМО (Ольга Смолянская) был организован практикум «Новейшие технологии полевых исследований в сфере изучения и сохранения культурного наследия», включавший приезд французской мобильной лаборатории под руководством Меню М. и Деталя В. в Россию. В 2019 году мы (Ольга Смолянская) с Сергеем Сирро совместно с коллегами из Франции организовали и провели международный симпозиум «THz Optoelectronics and Photonics Symposium» Одной из тем симпозиума стало направление, связанное с использованием терагерцового излучения для изучения и сохранения предметов искусства. Терагерцовое излучение – вот ответ на Ваш первый вопрос. Дело в том, что оптические технологии, в частности, терагерцовое излучение, в последние годы семимильными шагами врываются и охватывают, в буквальном смысле, все сферы жизнедеятельности человека (медицина, безопасность, передача информации, пищевые технологии, объекты и предметы культурного наследия и т.д.). Если говорить об искусствоведении, то сегодня одна из наиболее сложных проблем для учёных, реставраторов и технологов связана с неразрушающими исследованиями многослойных покрытий. Так вот, благодаря уникальным свойствам терагерцового излучения, позволяющим проводить неразрушающий контроль и анализ любых материалов, мы близки к решению этой проблемы. Например, мы можем исследовать слои картин: определить последовательность слоев, выделить и сделать комплексный анализ интересующего слоя, включая диагностику возраста и состава красок. Мы уверены, что в ближайшем будущем работа нашей лаборатории, нашей научной группы принесёт много впечатляющих результатов, и ярких открытий. Таким образом, ни у кого не будет вызывать сомнение ассоциация между Университетом ИТМО и искусствоведением».

Поздравляем Лю Синьжуй c успешной защититой кандидатской диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук!

  28 октября 2020 г. Лю Синьжуй, выпускница кафедры Фотоники и оптоинформатики Университета ИТМО 2015 года, успешно защитила кандидатскую диссертацию на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук. Решение диссертационного совета было единогласным. Поздравляем Лю Синьжуй её научного руководителя д.ф.-м.н., руководителя Международного института «Фотоники и оптоинформатики», Козлова Сергея Аркадьевича!
  Название диссертации Лю Синьжуй: «Интерференционные и дифракционные методы контроля параметров импульсного терагерцового излучения».
  Практическая значимость диссертации.
Становление и коммерциализация систем беспроводной передачи информации пятого поколения (5G) уже наступили. 6G (беспроводная система передачи информации шестого поколения) - это технология, которая в 100-1000 раз быстрее, чем 5G. Для реализации технологии 6G требуются новые спектральные диапазоны. Именно ТГц технологии, благодаря уникальным характеристикам излучения терагерцового диапазона частот, могут удовлетворить требованиям систем беспроводной передачи информации 6G: сверхширокополосность (0,06-10 ТГц), сверхвысокая скорость передачи данных (до 1 Тбит/с) и коммуникация с малой задержкой (менее 0,1 мс).
  Практическая значимость работы Лю Синьжуй заключается в том, что полученные ею результаты имеют значительное потенциальное прикладное значение для реализации следующего поколения сетевых систем передачи информации - 6G. Все теоретические и экспериментальные исследования проводились Лю Синьжуй в составе научной группы Международной лаборатории Фемтосекундной оптики и фемтотехнологий Университета ИТМО.
  Результаты работы Лю Синьжуй были представлены и обсуждены на следующих международных конференциях: 40-я Международная конференция по инфракрасным, миллиметровым и терагерцовым волнам, IRMMW-THz - 2015 (Гонконг, 2015), Optoelectronic Devices and Integration, OEDI - 2015 (Ухань, 2015), Международная конференция по инфракрасным, миллиметровым и терагерцовым волнам, IRMMW-THz - 2016 (Копенгаген, 2016), Международная конференция молодых ученых и специалистов по оптике - 2017 (Санкт-Петербург, 2017).
  По материалам диссертации опубликовано семь научных работ, в том числе шесть - в изданиях, индексируемых в международных базах цитирования Scopus и Web of Science.
  Желаем Лю Синьжуй новых научных достижений!

Мария Жукова покоряет очередную научную вершину! Поздравляем!

15 октября 2020 г. Мария Жукова, выпускница кафедры Фотоники и оптоинформатики Университета ИТМО 2016 года, успешно защитила кандидатскую диссертацию на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук. Решение диссертационного совета было единогласным.

 Поздравляем Марию Жукову и её научного руководителя к.ф.-м.н., руководителя лаборатории «Фемтосекундной оптики и фемтотехнологий» Международного института «Фотоники и оптоинформатики», Цыпкина Антона Николаевича!

Название диссертации Марии Жуковой: «Нелинейное поглощение и преломление в поле сверхкоротких импульсов в кристаллических и жидких материалах для систем детектирования и генерации терагерцового излучения».
  Официальный оппонент, к.ф.-м.н. И.В.Бабушкин, научный сотрудник Института квантовой оптики Ганноверского университета особо отметил, что «диссертационная работа М.О.Жуковой является, важной вехой в современной терагерцовой фотонике. Это одна из пока очень немногих работ, в которой этот вопрос исследуется и экспериментально, и теоретически. А в целом, работа представляет собой глубокое исследование, выполненное на высоком научном уровне, несомненным достоинством которой является гармоничное сочетание экспериментальных, аналитических и численных исследований».
  «Результаты исследования Марии Жуковой важны как с фундаментальной, так и с практической точек зрения, для разработки новых методов управления светом в полупроводниках».
 По материалам диссертации опубликовано 12 научных работ, в том числе 12 - в изданиях, индексируемых в международных базах цитирования Scopus и Web of Science.
  Предыдущие достижения Марии Жуковой.
Лучший студент Университета ИТМО 2013 г.
Стипендия Правительства РФ 2013 г.
Лучший студент Университета ИТМО 2015 г.
Стипендия Президента РФ 2015 г.
Стипендия Президента РФ 2018 г.
Стипендия Президента РФ 2019 г.

  Желаем Марии Жуковой новых блестящих научных результатов и замечательных открытий!!!