Победитель конкурса
"Молодые ученые"

Андрей
Степаненко

Двухфотонные топологические состояния в массивах сверхпроводящих кубитов

01.00.00 Физико-математические науки


Нижний Тагил


Национальный исследовательский университет ИТМО
Аспирантура, 2 курс, факультет: физико-технический


Описание проекта

В рамках исследования будет получено теоретическое описание топологических двухфотонных состояний, индуцированных взаимодействием, в массивах сверхпроводящих кубитов. Будет исследован топологический переход, происходящий при изменении количества фотонов в системе. Планируемые результаты могут быть применены при проектировании оптоэлектронных чипов с настраиваемой топологической фазой. Также, топологические состояния известны устойчивостью к рассеянию на дефектах, поэтому использование таких чипов при разработке кубитов и квантовых операторов, может защитить квантовые состояния от коллапса. Также полученные теоретические выводы применимы при проектировании топологически защищенных линий передач квантовой информации. Возникновение краевых топологических состояний на интерфейсе сред с разными топологическими фазами, является характерной особенностью топологических систем. Разработка платформы с тривиальной топологической фазой в однофотонном режиме, и нетривиальной топологической фазой в двухфотонном случае, открывает возможности для создания топологических квантово-оптических переключателей и фильтров, чувствительных к количеству фотонов. Также, будет разработана методика извлечения топологического инварианта из измерения временной динамики двухфотонного состояния, которая может быть применена при экспериментальном исследовании подобных систем, для подтверждения топологической фазы.



Сейчас

Будет получено теоретическое описание топологических двухфотонных состояний в массивах сверхпроводящих кубитов. Будет построена топологическая фазовая диаграмма для системы с учетом различных фотон-фотонных взаимодействий в системе. Также будет предложен метод прямого извлечения топологического инварианта для двухфотонных состояний из квантовых измерений временной динамики системы в эксперименте.