Сергей Кулик, Анна Патерова, Владимир Ушаков, Сергей Подошведов, Дмитрий Куц – команда научной лаборатории квантовой инженерии света ЮУрГУ. Чем занимается это подразделение и какие цели перед собой ставит? На наши вопросы ответили Анна Патерова и Дмитрий Куц.
– Какие ключевые исследования вашей лаборатории привели к признанию вашего вклада в развитие науки?
Анна Патерова: лаборатория «Квантовая инженерия света» имеет несколько ключевых направлений исследования, сосредоточенных на развитии современных методов квантовой интерферометрии, включая нелинейную интерферометрию и интерферометрию Хонга-Оу-Мандела (ХОМ), а также изучение сжатых состояний света. Нелинейная интерферометрия на основе спонтанного параметрического рассеяния используется для высокочувствительных измерений и квантовой метрологии, в том числе в среднем инфракрасном диапазоне, с возможностью проведения измерений без прямой регистрации излучения. Эксперименты по интерферометрии ХОМ позволяют использовать временную, спектральную и пространственную неразличимость фотонов для реализации высокоточных датчиков смещения. Исследование сжатых состояний света направлено на преодоление стандартного квантового предела в задачах измерений, применимых в квантовых вычислениях и новых квантово-оптических сенсоров. Совокупно эти направления формируют единую экспериментальную и теоретическую платформу лаборатории, ориентированную на создание управляемых квантовых состояний света и их применение в квантовой метрологии, сенсорике и перспективных квантовых технологиях.
Дмитрий Куц: ключевыми исследованиями лаборатории являются работы в двух направлениях: первое – работы, проводимые Сергеем Анатольевичем Подошведовым в области создания квантовых состояний с заданными свойствами; второе направление – квантовой метрологии, экспериментальную часть курирует Сергей Павлович Кулик, а часть, связанную с теорией оценивания, – Сергей Анатольевич Подошведов.
– Расскажите о перспективах развития технологий квантового света в ближайшие годы. Что ожидает отрасль в будущем?
Анна Патерова: думаю, что в ближайшие годы технологии квантовой оптики будут переходить от фундаментальных исследований к прикладным и инженерным решениям, прежде всего в области квантовой сенсорики и метрологии. Существенное развитие получат источники неклассического света, в том числе запутанные и сжатые состояния, а также интегрированные и компактные квантово-оптические платформы, ориентированные на реальные измерительные задачи. В перспективе направление исследований ожидает формирование гибридных систем, объединяющих квантовые источники света, фотонные чипы и интеллектуальную обработку данных, что сделает технологии квантовой оптики одним из инструментов для промышленной диагностики, экологического мониторинга, биомедицины и новых поколений измерительных приборов.
Дмитрий Куц: отрасль будет расти, это признается сейчас всеми. Какая именно из технологий «выстрелит» – в области сенсорики, или вычислений – здесь сказать трудно, но наша лаборатория занимается оптическими технологиями.
– По вашему мнению, какие шаги необходимы для привлечения молодых талантов в сферу квантовой физики и инженерных наук?
Анна Патерова: для привлечения молодых талантов в сферу квантовой физики необходим комплексный и системный подход. В первую очередь важно раннее вовлечение студентов через наглядные эксперименты, междисциплинарные курсы и проектное обучение, позволяющее увидеть реальные применения квантовых эффектов. Существенную роль играет создание современной исследовательской среды с доступом к актуальному оборудованию, международным коллаборациям и участию в реальных научно-инженерных проектах.
Также важна и социальная стабильность: прозрачные карьерные траектории, достойные условия труда, возможности академической мобильности и баланс между профессиональной и личной жизнью. В совокупности именно сочетание научной амбициозности и сильной социальной поддержки делает любую сферу науки привлекательной для молодежи и способствует формированию устойчивого кадрового потенциала на будущее.
Если говорить о квантовых технологиях, популяризация науки и открытая коммуникация – через лекции, школы, научные фестивали и медиа – помогают сформировать у молодежи понимание того, что квантовые технологии являются не абстрактной теорией, а динамично развивающейся областью с реальными перспективами и глобальным спросом.
– Насколько быстро мы можем ожидать появление практических применений ваших исследований?
Анна Патерова: практические применения, разрабатываемые в лаборатории, уже находятся на стадии активного формирования, и в ряде направлений могут быть реализованы в ближайшие несколько лет. Часть разрабатываемых нами квантово-оптических методов – прежде всего нелинейная интерферометрия, интерферометрия Хонга-Оу-Мандела – уже демонстрирует достаточный уровень технологической готовности в лабораторных условиях, позволяющих перейти к созданию прототипов измерительных систем. В краткосрочной перспективе (2-3 года) мы ожидаем появления специализированных решений для задач спектроскопии, диагностики материалов и инфракрасных измерений.
Дмитрий Куц: на мой взгляд наиболее быстрый результат можно ожидать в области квантовой метрологии.