External Fellows / Внешние исследователи

Дмитрий Васильевич КуприяновDmitriy V. Kupriyanov

www.theorphys-lab.spbstu.ru

Профессор физики Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Руковожу лабораторией Квантовой оптики и квантовой информатики на кафедре Теоретической физики СПбГПУ. Professor of physics at St.-Petersburg State Polytechnic University and head of Laboratory of Quantum optics and quantum information of the Department of Theoretical Physics.

Сферой моих научных интересов является теоретическая атомная физика и квантовая оптика. В частности, занимаюсь процессами рассеяния света на неупорядоченных и упорядоченных атомных системах, в том числе, на сверхолодных (ultracold) атомных ансамблях, находящихся вблизи и ниже порога конденсации Бозе-Эйнштейна. Подобные физические системы интересны в приложениях в задачах квантовой информатики, преследующих целью разработку схем квантового интерфейса и протоколов квантовой памяти. Другим важным направлением работ, проводимых нашим коллективом, является изучения механизма «случайной» лазерной генерации в неупорядоченной атомной среде. Этот механизм излучения, являющийся примером физического процесса нелинейного взаимодействия света и вещества, еще мало изучен и потенциально интересен как возможный источник «неклассического» света с негауссовой статистикой. My scientific expertise is theoretical atomic physics and quantum optics. More specifically I am interested in the processes of light scattering on disordered and ordered atomic systems and, in particular, on ultracold atomic ensembles near and below threshold of Bose-Einstein condensation. The research objectives of our group focuses on understanding and control of quantum light matter interface in view of the demonstration of new physical phenomena and of the development of advanced quantum information technologies, such as quantum networks , quantum interface and quantum memories, which represent a major and timely challenge for the transmission and processing of quantum data. As a part of our collaborative projects we have been also involved in studying the mechanism of random laser generation in disordered media. This mechanism of light emission, being an example of nonlinear light-matter interaction, has certain gaps in its understanding and potentially interesting as a source of non-classical light with non-Gaussian statistics.

Являюсь автором более 90 научных работ, среди которых подготовлены три обзора по проблемам рассеяния света на атомных системах. Участвовал в подготовке нескольких глав, издании и переводе учебника «Современная электродинамика» (авторы В.В. Батыгин, И.Н. Топтыгин). My publication list consists of more than 90 research articles and three review articles. I have taken part in preparation and translation of text book “Foundations of classical and quantum electrodynamics” (V.V. Batygin and I.N. Toptygin), ed. John Wiley and Sons (2014).

Международное сотрудничество поддерживается c лабораториям университетов UPMC (Paris, France), INLN (Nice, France), ODU (Norfolk, USA), NBI (Copenhagen, Denmark). Являюсь адъюнкт-профессором отделения физики университета ODU (Norfolk, USA). Являюсь экспертом фондов РФФИ, РНФ и ФПИ, а также ряда частных благотворительных фондов. Являюсь рецензентом журналов Phys. Rev. A, Phys. Rev. Letters, Optics Letters. Our research team performs well-established enterprise, consisted of professional scholars with many years experienced in study atomic processes, quantum optics phenomena and quantum information science. We have ongoing collaborative research programs with Laboratory Kastler-Brossel (UPMC, Paris), Laboratory of Atomic Physics (ODU, Norfolk), and Institute Nonlinearity de Nice (Nice, France).

Интернет страница лаборатории Квантовой оптики и информатики СПбГПУ - The internet web-page of Laboratory of Quantum optics and quantum information SPbSPU - www.theorphys-lab.spbstu.ru

Alexander Holevo / Александр Холево

Ведущий научный сотрудник Математического института им. В.А. Стеклова РАН, профессор МФТИ. Leading researcher in Steklov Mathematical Institute of Russian Academy of Science, professor of MIPT
Приглашенный профессор в ряде ведущих зарубежных университетов, в т.ч.: the Royal Society Kapitza Research Fellow, UK; the Mercator Professor, DFG, Germany; the Leverhulme Professor, UK, Landau-Volta Research Fellow, Italy и др. Professor of a few international universities: Royal Society Kapitza (UK, Research Fellow), Mercator Professor in DFG (Germany), Leverhulme Professor (UK), Landau-Volta Research Fellow (Italy) etc.
Член редакций журналов: «IEEE Transactions on Information Theory», «Quantum Information Processing», «Reports on Mathematical Physics», «Теоретическая и математическая физика», ведущих математических журналов. Co-editor of "IEEE Transactions on Information Theory", "Quantum Information Processing", "Reports on Mathematical Physics", "Theoretical and Mathematical Physics", other leading mathematical journals.
Автор более 160 научных публикаций, пяти монографий, переведенных на английский язык и изданных ведущими зарубежными издательствами (AMS, North Holland, Springer-Verlag, DeGruyter). Author of more than 160 publications and 5 monographs translated to English and published by international publishers (AMS, North Holland, Springer-Verlag, DeGruyter).
Член ряда ученых и экспертных советов, профессиональных сообществ, в т.ч. IEEE Society on Information Theory. Member of a few scientific and expert councils and professional societies, e.g. IEEE Society on Information Theory.
Премии и награды: премия им. А. А. Маркова РАН; премии РАН за лучшие научные достижения в 1992, 1995, 2008 гг.; международная премия «Quantum Communication Award»; исследовательская премия фонда фон Гумбольдта. Receiver of awards: RAS Markov award, RAS award for best scientific achievents in 1992 and 1995, international "Quantum Communication Award", Humboldt Foundation research price.

Исследования в RQC Research in RQC

Фундаментальные пределы точности и скорости передачи и обработки данных в квантовых информационных системах. Fundamental limits of precision and rate of data transmission and processing in quantum information systems.
Структура и информационные характеристики гауссовских каналов в системах с «непрерывными переменными». Structure and informational characteristics of Gaussian channels in systems with "continuous variables"
Выигрыш от использования квантовой сцепленности в гибридных системах. Gain from use of quantum entanglement in hybrid systems.
Оценки точности восстановления состояния по квантовой томограмме. Estimating precision of state recovery from quantum tomogram.
Сотрудничество с ФТИАН в области моделирования и оценки качества элементов квантовых информационных систем. Collaboration with IPT RAS in the area of quantum information system elements modeling and quality estimation.
Разработка и чтение курса лекций «Введение в квантовую теорию информации» Preparation and delivery of lecture course "Fundamentals of Quantum Information Theory" http://rqc.ru/education/lecture-courses/basics-kti/

Дополнительная информация Additinal information

Елена КузнецоваElena Kuznezova

Елена Кузнецова, старший научный сотрудник Института Прикладной Физики РАН, Нижний Новгород. В 1998 году закончила Нижегородский Государственный Университет, и аспирантуру Техасского A&M Университета в 2005 году. С 2005 по 2007 год работала постдокторальным исследователем в Техасском A&M Университете, с 2007 по 2012 - в Университете Коннектикута.В то же время являлась приглашенным ученым в Институте Теоретической Атомной и Молекулярной Физики Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра. С 2012 года работаю в ИПФ РАН. Senior Scientific researcher (starting from 2012), Institute for Applied Physics RAS. She graduated from State University of Nizhniy Novgorod at 1998, and then got her PhD from Texas A@M University at 2005, where she continued as postdoc till 2007. From 2007 till 2012 she held postdoc position at University of Connecticut and position of invited scientist of Institute For Theoretical Atomic Molecular And Optical Physics at Harvard University Astrophysics center.

Моими основными научными интересами являются квантовая оптика и квантовая обработка информации. В частности, я изучаю квантовые когерентные и интерференционные явления проявляющиеся во взаимодействии когерентного света с атомными, молекулярными и твердотельными средами. Одним из направлений исследований является когерентное управление полярными молекулами и Ридберговскими атомами для применения в квантовых вычислениях, а также получения ультрахолодных полярных молекул в основном электронном, вибрационном и вращательном состоянии. Я также изучаю эффекты квантовой электродинамики с атомами в наноразмерных оптических резонаторах, таких как фотонные кристаллы. В частности, исследуются возможности удержания и охлаждения атома в резонаторе, а также влияние на удержание атома взаимодействия Казимира-Полдера со стенками резонатора. My main research interests are in the field of theoretical quantum optics and quantum information processing. In particular, I study quantum coherence and interference phenomena in light-matter interaction with atomic and molecular gases and solid-state media. I investigate coherent manipulation of ultracold polar molecules and Rydberg atoms, specifically, production of molecules in their internal ground state and application to quantum information processing. Recently I also became interested in cavity quantum electrodynamics effects with atoms in nanosize optical resonators, such as photonic crystals. Nanosize optical resonators realize strong light-atom interaction and allow integration in optical circuits. I study the ways to trap an atom and cool its motion in the resonator, and the effects of Casmir-Polder interaction of the atom with resonator walls on trapping.

E-mail: ek@rqc.ru

Alexander Alodjants / Александр Алоджанц

Alexander Alodjants was born in 1969 in Yerevan, Armenia. He obtained his master degree (with honors) in theoretical physics in 1990 at Physics Department of Yerevan State University. In 1993 he received his PhD in laser physics and quantum optics at M.V. Lomonosov Moscow State University. In 1993-1995 he was appointed a postdoc at the International Laser Center of MSU in the field of quantum optics and quantum information theory. In 1995-2009 A. P. Alodjants occupied the position an associate professor at Department of Physics and Applied Mathematics of Vladimir State University. In 2010 he received his Doctor of Science degree in laser physics at Laser Physics Institute of RAS in Novosibirsk. Since September 2010 Alexander Alodjants has been a professor in quantum optics, quantum informatics and nanotechnology at VlSU. Александр Алоджанц родился в 1969 году в Ереване. В 1990-м он окончил физический факультет Ереванского государственного университета, получив диплом с отличием в области теоретической физики. В 1993 году он защитил кандидатскую диссертацию в области лазерной физики и квантовой оптики в МГУ им. М.В. Ломоносова. В 1993-1995 годах Александр работал в должности научного сотрудника в Международном лазерном центре МГУ; в 1995-2009 гг. — в должности доцента на факультете прикладной математики и физики Владимирского государственного университета. В 2010 году он получил степень доктора наук по лазерной физике в Институте лазерной физики Академии наук (Новосибирск). С сентября 2010 года Александр Алоджанц работает профессором квантовой оптики, квантовой информатики и нанотехнологий ВлГУ.

Since 1997 Alexander Alodjants has been appointed a guest researcher at Optics Division, Erlangen University, Germany (1997), and at the Department of Theoretical Physics, Innsbruck University (1999-2000), at Bonn University, Germany (2007). Alexander Alodjants is the author of more than 60 peer-reviewed research papers published in high level international journals. His scientific activity was highly appreciated by Soros and Dynasty Foundations, European Academy. В 1997 году Александр Алоджанц проходил научную стажировку в отделении оптики Эрлангенского университета (Германия), в 1999-2000 гг. — на факультете теоретический физики Инсбрукского университета, в 2007-м — в Боннском университете. Профессор Алоджанц — автор более 60 научных статей в ведущих международных реферируемых журналах. Его научная работа высоко оценена фондами Дж. Сороса и "Династия", Европейской Академией.

Alexander Alodjants is leading a quantum optics and nonlinear photonics group at VlSU which is well known to the international scientific community due to high level publications, participation in and organization of international conferences, participation in joint Russia-EU programs and grants, mutual visits and academic exchange programs. The main scientific interests and achievements of Alexander Alodjants in the field of quantum and atomic optics, photonics, condensed matter physics are connected with the theoretical research of the quantum and classical phenomena taking place under the interaction of photons with atoms, low-dimensional spatio-periodical systems, micro- and nanostructures. These researches allow to understand the experimental results available now, to predict new effects and pave the way to creation of new generation opto-electronic devices and information systems. В ВлГУ Александр Алоджанц руководит группой Квантовой оптики и нелинейной фотоники, известной в научных кругах публикациями высокого уровня, организацией научных конференций, участием в совместных программах и грантах Россия-ЕС, международных визитах и программах научного обмена. Основные научные интересы и достижения профессора Алоджанца в области квантовой и атомной оптики, фотоники и физике конденсированного состояния связаны с теоретическими исследованиями квантовых и классических явлений, возникающих при взаимодействии фотонов с атомами, низкоразмерными пространственно-периодическими системами, микро- и наноструктурами. Эти исследования позволили объяснить существующие экспериментальные результаты, предсказать новые эффекты и открыть путь к созданию нового поколения оптоэлектронных устройств и информационных систем.

Research Interests Научные интересы

The fundamental study of processes occurring in ultracold and/or hot ensembles of two- and three-level atoms under the interaction with near-resonance laser field in microcavities with various configurations. Particular interest is in the investigation of processes occurring in high density atomic medium under high (room and beyond) temperatures in the presence of frequent collisions with buffer gas particles. From the physical point of view this problem is very important for obtaining the thermalization of coupled atom-light states (dressed states and/or polaritons) which are interesting for high temperature phase transitions and BEC phenomena. Изучение на фундаментальном уровне процессов, проходящих в ультрахолодных и/или горячих ансамблях двух- и трехуровневых атомов при взаимодействии с околорезонансным лазерным полем в микрорезонаторах различных конфигураций. Особенный интерес составляет изучение процессов, происходящих в плотной атомной среде при высоких (комнатных и выше) температурах при большой частоте столкновений с частицами буферного газа. Эта проблема очень важна с физической точки зрения для объяснения термализации связанных состояний атом-свет (одетых состояний и/или поляритонов), играющей важную роль как при высокотемпературных фазовых переходах, так и при формировании Бозе-Эйнштейновского конденсата.
The elaboration new quantum materials based on low dimensional (1D and 2D) micro- and nanostructures, and containing clusters of high density ultracold atoms or semiconductor quantum wells. The main objective here is a theoretical and experimental research of artificial atomic and semiconductor band-gap structures with the given characteristics representing useful ingredients for quantum information storage and processing. Новые комплексные квантовые материалы на основе низкоразмерных (1D и 2D) микро- и наноструктур, содержащие кластеры высокоплотных ультрахолодных атомов или полупроводниковые квантовые потенциальные ямы. Основная цель этого направления состоит в теоретическом и экспериментальном исследовании искусственных атомных и полупроводниковых структур с энергетической щелью с заданными характеристиками, позволяющими использовать их для хранения и обработки квантовой информации.
The study of formation and transformation of squeezed and entangled states of a light field with non-classical statistics of photons, and also fields with non-classical polarization for implementation in quantum information algorithms and high precision measurements. Исследование образования и эволюции сжатых и сцепленных состояний света с неклассической статистикой фотонов, а также полей с неклассической поляризацией, которые могут быть использованы в алгоритмах квантовой обработки информации и высокоточных измерениях.

Email: alal@rqc.ru

Igor Ryabtsev / Игорь Рябцев

Dr. of Phys. and Math. Sci., Head of Laboratory of Nonlinear Resonant Processes and Laser Diagnostics, Institute of Semiconductor Physics, Novosibirsk, Russia. Доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией нелинейных резонансных процессов и лазерной диагностики Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН (Новосибирск).

Since 2000, Head of Laboratory of Nonlinear Resonant Processes and Laser Diagnostics, Institute of Semiconductor Physics, Novosibirsk, Russia; 2000-н.в. — заведующий лабораторией нелинейных резонансных процессов и лазерной диагностики Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН (Новосибирск);
1994-2000, Senior Researcher, Institute of Semiconductor Physics, Novosibirsk, Russia; 1994-2000, старший научный сотрудник, Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН (Новосибирск);
1991-1994, Researcher, Institute of Semiconductor Physics, Novosibirsk, Russia; 1991-1994, научный сотрудник, Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН (Новосибирск);
1988-1991, Ph.D. Student, Novosibirsk State University, Novosibirsk, Russia; 1991-1994, аспирант, Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН (Новосибирск);
1986-1988, Junior Researcher, Institute of Thermophysics, Novosibirsk, Russia. 1991-1994, младший научный сотрудник, Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН (Новосибирск).

Research activities Исследовательская деятельность

Experiments and theory of laser and microwave spectroscopy of hot Na and cold Rb Rydberg atoms; Экспериментальная и теоретическая лазерная и микроволновая спектроскопия ридберговских атомов натрия при высоких температурах и рубидия при низких температурах;
Experiments and theory of quantum computing with Rydberg atoms; Экспериментальные и теоретические квантовые вычисления на ридберговских атомах;
Experiments on laser cooling of Rb atoms in a magneto-optical trap; Экспериментальное лазерное охлаждение атомов рубидия в магнито-оптической ловушке;
Experiments on laser spectroscopy of Rb atoms in gas cells; Экспериментальная лазерная спектроскопия атомов рубидия в газовых ячейках;
Experiments on quantum cryptography with single photons; Экспериментальная квантовая криптография на одиночных фотонах;
Lectures and seminars on "Modern Experimental Physics" at the Novosibirsk State University. Лекции и семинары "Современная экспериментальная физика" в Новосибирском государственном университете.

Editing of journals and books Редакторская деятельность

Refereeing for APS, IOP, Elsevier, Springer, and Hindawi publishers. Резенцирование публикаций для APS, IOP, Elsevier, Springer и Hindawi.

Research programme at RQC Программа исследований в RQC

Launching a new experimental setup with optical dipole traps for single Rb atoms; Запуск новой экспериментальной установки с оптическими дипольными ловушками для одиночных атомов рубидия;
Coherent two- and three-photon laser excitation of cold Rb atoms to Rydberg states; Когерентные двух- и трехфотонные лазерные возбуждения холодных атомов рубидия до ридберговских состояний;
Study of laser excitation and detection statistics of Rydberg atoms using selective field ionization with single-atom resolution; Изучение лазерных возбуждений и статистики детектирования ридберговских атомов с помощью выборочной полевой ионизации с одноатомным разрешением;
Study of the dipole blockade in mesoscopic samples of cold Rb Rydberg atoms; Изучение дипольной блокады мезоскопических образцов холодных ридберговских атомов рубидия;
Developing techniques for two-qubit quantum gates with Rydberg atoms. Разработка техники создания двухкубитных квантовых вентилей на ридберговских атомах.