В данной работе рассматривается разработка многопиксельного детектора фотонов на основе сверхпроводящих нанопроволок (SNSPD), способного различать когерентные состояния при среднем количестве фотонов 100–1000 на длине волны 1530 нм и скорости работы ≈ 1 ГГц. Исследуется влияние на отклик детектора схемы мультиплексирования, соединения с оптоволоконными системами, шума и способов его обработки.

В работе решается задача поиска параметров спиновой системы, которые обеспечивают наилучшее соответствие экспериментальным данным.

Работа направлена на развитие теоретических методов построения спектра спиновой системы. Исследование направлено на развитие аппарата для решения задачи поиска параметров спиновой системы, которые обеспечивают наилучшее соответствие экспериментальным данным. В этой области ведутся активные исследования, однако все известные работы требуют мануальной обработки, тогда как мы предлагаем автоматизировать процесс при помощи нейронных сетей и аналитических расчетов.

В работе предлагается метод стабилизации диодного лазера с использованием высокодобротного кольцевого резонатора и метода Pound–Drever–Hall (PDH). Фазовая модуляция лазерного излучения и гетеродинное обнаружение сигнала ошибки позволяют удерживать лазер на резонансной частоте. Разработанная схема может обеспечить высокую стабильность частоты, простоту реализации и применимость как в лабораторных исследованиях, так и в промышленных системах.

В работе рассматривается применение гибридных квантовых моделей машинного обучения для решения задач оптимизации скорости подачи угольной пыли в доменную печь для стабилизации температуры внутри печи.

Рассмотрено взаимодействие системы типа одноэлектронный транзистор - туннельный контакт с кубитом на квантовых точках. Из первых принципов, в модели туннельного гамильтониана Бардина, получены Master Equations для матрицы плотности транзистор+кубит, использующиеся для анализа спектра шумов тока в контакте и его связи с микропараметрами. Получен вид редуцированных уравнений для матрицы плотности кубита и критерий их замкнутости. Произведено обобщение для произвольных структур в транзисторе. 

Экспериментальное нарушение неравенств Белла многократно подтверждено научными группами по всему миру. При этом причина нарушения неравенств до сих пор остаётся вопросом дискуссий. Мы предлагаем эксперимент, который ставит целью изучение влияния неразличимости пар фотонов на нарушение неравенств Белла. Особое внимание уделяется вопросу существования совместной вероятности измеряемых величин.

В работе был произведен расчет расщепления основных термов ионов эрбия Er$${}^{3+}$$ в аморфном стекле SiO$${}_{2}$$. Это расщепление связано с кристаллическим электрическим полем, в котором наблюдается эффект Штарка. Также была произведена оценка ширины основного терма за счет этого расщепления, которая согласуется с экспериментальными данными, и предварительно получены результаты подгонки введенных параметров поля под реальный спектр, которые тоже согласуются с экспериментом.

В работе исследуется применение квантовых алгоритмов в машинном обучении. Основное внимание уделено методам кодирования классических данных в квантовые системы, таким как угловое и амплитудное кодирование. Угловое кодирование, основанное на вращении квантовых гейтов, демонстрирует эффективность при работе с данными малой размерности, в то время как амплитудное кодирование, представляющее данные в виде амплитуд квантовых состояний, лучше справляется с высокоразмерными задачами.

В данной работе представлен инновационный метод декодирования квантовой информации для квантовой связи. Предложенная система объединяет высокочувствительный фотодетектор, гигагерцовый АЦП и FPGA для быстрой параллельной обработки сигналов. Такой подход минимизирует задержки, обеспечивает корректировку ошибок и масштабирование, что является основой стабильного квантово-защищённого распределения ключей.

За счет того, что у оптического волокна имеются пространственные флуктуации показателя преломления, мощность сигнала обратного рассеяния также флуктуирует. При этом данные флуктуации воспроизводятся при многократных рефлектометрических измерениях. В работе изучены границы дальности обнаружения воспроизводимости паттернов обратного рассеяния, а также показано, что установка в волоконной линии оптического усилителя позволяет повысить степень повторяемости паттернов.

В работе рассматривается применение квантового машинного обучения, с использованием вариационой цепочки, в решение задачи генерации графовых репрезентаций малых молекул. Полученные гибридные генеративно-состязательные модели показывают значительный прирост в фармокинетических метриках сгеннерированных молекул в сравнение с классическими аналогами.  

Разработана система на основе оптического рефлектометра для контроля волоконно-оптических линий. Она обеспечивает высокоточное обнаружение утечек и неоднородностей, применима в QKD-протоколах и классических сетях. Использование алгоритмов цифровой обработки сигналов увеличивает точность детектирования событий на волоконно-оптической линии. Решение позволяет автоматизировать диагностику дефектов.

В работе была произведена параметризация матрицы оператора плотности системы со спином 1 с помощью алгебры su(2) в представлении спинового базиса и параметризация с помощью восьми неотрицательных параметров, имеющих смысл вероятности получения значения проекции спина  при измерении спина вдоль направления. Найдено новое неравенство на вероятности. Получены предварительные формулы, связывающие спиновые и симплектические томограммы с помощью преобразования Йордана-Швингера.

В работе представлены наглядные примеры генерации ансамблей квантовых состояний путём локального измерения одной из подсистем двучастичного сцепленного состояния. Получены зависимости  значений когерентности ансамблей от начального ресурса сцепленности и параметров локальной наблюдаемой.

В работе исследуется влияние частоты выборки на точность однопиксельной классификации объектов. Классификация осуществляется при помощи нейросетей без предварительного получения изображений объектов. Эффективность рассматриваемого метода классификации продемонстрирована экспериментально.

Данная работа исследует собственные флуктуации неоднородности среды оптоволоконного волновода в качестве фундаментального предела, ограничивающего детектирующие способности оптической рефлектометрии в применении к коммуникационным протоколам безопасности.

В данной работе продемонстрирована возможность детектирования нагрева короткого участка волоконно-оптической линии связи длиной свыше 500 км с пространственно удалёнными концами. Результат был получен благодаря использованию бриллюэновского анализа (DPP-BOTDA), а также приближения лоренцианами (LCF). Полученные результаты открывают возможность детектирования изменений температуры на сверхвысоких дистанциях и имеют широкий спектр применения.

На основе ПЛИС (Программируемая логическая интегральная схема) был разработан управляющий модуль для эксперимента раздачи квантового ключа. 

В работе предлагается алгоритм увеличения скорости генерации ключа в протоколах квантовой криптографии при помощи изменения процедуры классического постпроцессинга, не подразумевающий изменений в приборной части реализации протоколов. 

В работе экспериментально реализуется передача изображения в соседнее помещение с помощью фантомной визуализаии, а также рассматривается технология зашифрованной передачи изображения основанная на фантомной визуализации, и предлагается ее вариант, реализуемый на имеющейся установке, в котором процесс проверки безопасности заменен на аналогичную схему, используемую в QKD протоколе BB84.

В работе предложена атака на протокол COW, не вносящая ошибок в распределение ключа. Перехватчик меняет вид передаваемых состояний, посылая многофотонные сигналы, а также производит частичное различение информационных состояний. За счёт неполной информации перехватчика рассматриваемая атака может быть применена на более коротких дистанциях.

В данной работе рассмотрены задачи классификации и восстановления изображений при моделировании эксперимента однопиксельной визуализации с помощью классических полносвязных нейронных сетей и квантовых вариационных схем. Изучена зависимость метрик качества обучения разработанных нейронных сетей от числа обучаемых параметров. Были проанализированы и сравнены результаты, полученные с помощью классического и квантового подхода, а также оценены перспективы квантовых нейронных сетей в этой задаче.

В работе исследуется построение квантовых цепочек машинного обучения с использованием нативных гейтов сверхпроводящего квантового компьютера IBM. Для каждого типа гейтов были разработаны оптимизированные методы симуляции слоёв квантовой цепочки, учитывающие их особенности. Выбор наилучшего метода для каждого слоя в зависимости от числа кубитов позволил ускорить симуляцию на порядок по сравнению с PennyLane. Построенная квантовая цепочка была эффективно применена для задачи классификации.

В данной работе рассматривается анализ параметризованных квантовых алгоритмов с помощью различных метрик для определения эффективности квантовых цепочек. Благодаря этому можно до проведения расчетов для непосредственных задач определить оптимальность выбранной архитектуры как в плане количества параметров, так и расположения гейтов. Для данного анализа использованы три метрики — ZX calculus, информация Фишера и Фурье анализ.

Исследование зависимости шумовых характеристик лазера в режиме затягивания на высокодобротные моды кольцевого резонатора при использовании волоконного усилителя в петле обратной связи.

Мы рассмотрели метод подавления ошибок при вычислении ожидаемых значений наблюдаемых, основанный на идее экстраполяция к нулевому шуму. Метод использует неоднородность ошибок операций на квантовом устройстве по различными кубитам и парам кубитов. Мы улучшили теоретические гарантии сходимости метода, исследовали влияние однокубитных ошибок и неунитальных шумов.

Эта работа посвящена исследованию влияния дефектов изготовления и электрических шумов на эволюцию зарядового кубита. В рамках исследования рассматривается модель кубита на основе двойной квантовой точки, помещённой в оптический резонатор. Учитывается воздействие флуктуирующих электронов в окружающей среде, которые создают случайные возмущения, изменяющие динамику системы.

В настоящее время квантовые информационные процессоры на основе наноструктур интенсивно исследуются. Для развития этой области технологий необходимы эффективная оценка и сравнение производительности этих устройств. В данной работе предлагается метод диагностики эффективности квантовых информационных процессоров на основе определения меры декогерентности  и экспериментальное исследование её свойств на основе различных квантовых шумов.

Работа посвящена созданию квантового генератора случайных чисел на основе явления спонтанного параметрического рассеяния. В процессе генерации предложено использование многослойной постобработки, включающей в себя хеширование данных и генерацию псевдослучайных бит на основе сида, сгенерированного на основе числовой последовательности, сгенерированной генератором

Схема генератора случайных чисел с проверкой истинной случайности и защиты от предсказуемости. Применяются неравенства Белла, исключающие детерминированность результатов работы генератора случайных чисел. В работе предлагается генерация случайных чисел с использованием бифотонов в запутанных ЭПР-состояниях, что обеспечивает равномерное распределение битов.