24-28 березня 2025 року в Києві відбулася Школа з квантової сенсорики та метрології QSM 2025. Захід організували Інститут теоретичної фізики ім. М.М. Боголюбова та Київський академічний університет. У ньому взяли участь студенти з Харкова, Києва, Львова, а також численна онлайн-аудиторія з різних країн світу. Завдяки фінансовій підтримці American Physical Society та Alfred P. Sloan Foundation участь у школі була безкоштовною для всіх студентів із покриттям їхніх дорожніх витрат.
Протягом п’яти днів провідні науковці з університетів, лабораторій та компаній світу читали лекції з одного з найважливіших напрямів сучасних квантових технологій. Квантова сенсорика та метрологія вже сьогодні знаходять комерційне застосування, зокрема у надточних вимірюваннях прискорення, гравітації, магнітних полів, що є критично важливим для безсупутникової навігації, пошуку наземних і підземних об’єктів, медичних та геологічних досліджень, а також для розмінування. Інший перспективний напрям – надчітке відтворення зображень дрібних і віддалених об’єктів за межами класичної роздільної здатності, визначеної понад 150 років тому лордом Релеєм.
Основною метою школи було зробити лекції доступними для якомога ширшого кола студентів не лише з фізичних, а й з інженерних, математичних та комп’ютерних спеціальностей. Тому на початку заходу було представлено вступні лекції з базових дисциплін. Доктор з природничих наук Андрій Семенов (Інститут теоретичної фізики ім. М. М. Боголюбова, Україна) виклав основи квантової фізики та теорії квантових вимірювань. Доктор фізико-математичних наук Андрій Пилипенко (Інститут математики, Україна; Університет Женеви, Швейцарія) розповів про класичну теорію оцінювань, що є ключовою для розуміння квантової метрології. Вступну лекцію до квантової метрології з чітким поясненням її принципів провів професор Жерардо Адессо (Університет Ноттінгема, Велика Британія).
Окрему увагу приділили методам надчіткого відтворення зображень. Доктор Джіакомо Сореллі (Інститут оптимізації, системної інженерії та оцінювання зображень ім. Фраунгофера, Німеччина) розповів про просторову декомпозицію оптичних мод, яка ґрунтується на принципах квантової метрології. Професор Алекс Львовський (Університет Оксфорда, Велика Британія) розглянув експериментальні аспекти цієї технології. Доктор фізико-математичних наук Сергій Шарапов (Інститут теоретичної фізики ім. М.М. Боголюбова, Україна) детально пояснив ефект Саньяка, що використовується в безсупутниковій навігації.
Значну частину школи було присвячено квантовій сенсориці на основі холодних атомів, що дозволяють надточно вимірювати гравітацію, прискорення та магнітні поля. Такі технології застосовують у навігації, геофізиці, медицині та навіть у розмінуванні. Вступні лекції з фізики холодних атомів та атомтроніки провели професорка Керрі Вейднер (Університет Бристоля, Велика Британія) та кандидат фізико-математичних наук Олександр Якименко (Київський національний університет ім. Тараса Шевченка, Україна). Практичні й комерційні аспекти цієї галузі висвітлили професор Майкл Голинський (Університет Бірмінгема, Велика Британія) та доктор Алекс Веббер-Дейт (CPI Electron Device Business, Велика Британія). Доктор Йонас Родевальд (Імперський коледж Лондона, Велика Британія) представив можливі застосування холодних молекул, а професор Пауль Гриффін (Університет Стратклайда, Велика Британія) розповів про основи магнітометрії.
Учасники школи також відвідали лабораторії Інституту металофізики ім. Г. В. Курдюмова, Київського академічного університету та Інституту фізики, де ознайомилися з експериментальними дослідженнями у сфері квантової сенсорики та метрології. Зокрема, вони побачили джерело холодних атомів в Інституті фізики – технологію, якій було присвячено значну частину лекцій.
Захід отримав високу оцінку організаторів та учасників. Він чітко продемонстрував, що квантові технології – це не лише майбутнє, а й сьогодення, де фундаментальні дослідження мають прямий зв’язок з технологіями, включно з тими, що мають подвійне призначення. В Україні є як науково-експериментальна база для розвитку цих технологій, так і молоді талановиті дослідники, готові працювати над їхніми фундаментальними та прикладними аспектами.
Оргкомітет школи складався з науковців, аспірантів і студентів Інституту теоретичної фізики ім. М. М. Боголюбова (доктор фізико-математичних наук Сергій Перепелиця, доктор фізико-математичних наук Микола Іоргов, доктор з природничих наук Андрій Семенов, кандидат фізико-математичних наук Євген Столяров, Іван Єременко, Микита Клен, Михайло Дмитрук, Ілля Печонкін, Вадим Ковтонюк) та Київського академічного університету (академік НАН України Олександр Кордюк, кандидат фізико-математичних наук Віталій Шадура, Артем Гребенюк), а також аспіранта Університету Бристоля Антона Светличного (Велика Британія). Значний внесок в організацію заходу зробила група квантової оптики та квантової інформації Інституту теоретичної фізики ім. М. М. Боголюбова.
Відеозаписи лекцій доступні на YouTube-каналі Київського академічного університету.
За інформацією Інституту теоретичної фізики ім. М.М. Боголюбова
Фото: Academ.media
