Международный научный центр «Оптической и квантовой информатики, биофотоники»

Руководитель: С.А. Козлов, д.ф.-м.н., ведущий профессор, Заслуженный деятель науки РФ, Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия

Международный научный центр «Оптической и квантовой информатики, биофотоники» создан в рамках проекта по созданию и развитию Стратегической Академической Единицы (САЕ) «ИТМО-Фотоника» в январе 2016 года. Целью САЕ является создание опережающего научно-технологического задела и подготовка высококвалифицированных кадров в прорывной области – «Фотоника информационно-коммуникационных систем» (PICS). Формирование системы САЕ является логическим продолжением целенаправленной политики по глубокой трансформации Университета ИТМО с целью повышения его международной конкурентоспособности. Основной зарубежный партнер - Университет Рочестера (США). Партнёрами также являются Технологический университет Тампере (Финляндия) и Университет Бордо (Франция).

В состав Международного научного центра «Оптической и квантовой информатики, биофотоники» входят:

• Международная лаборатория «Фемтосекундной оптики и фемтотехнологий»
  Руководитель – А.Н. Цыпкин, к.ф.-м.н., доцент
• Международная лаборатория «Фемтомедицины»
  (входит в состав Международной лаборатории «Фемтосекундной оптики и фемтотехнологий»)
  Руководитель – О.А. Смолянская, к.ф.-м.н., доцент
• Международная лаборатория «Квантовой информатики»
  Руководитель – А.В. Глейм, к.т.н., доцент
• Международная лаборатория «Цифровой и изобразительной голографии»
  Руководитель – Н.В. Петров, к.ф.-м.н., доцент

Международная лаборатория «Фемтосекундной оптики и фемтотехнологий»

Направления исследований

Нелинейная фемтосекундная оптика.

Основное направления деятельности - численное и экспериментальное исследование распространения высокоинтенсивных фемтосекундных импульсов в оптических средах. Практическое применение экспериментальных данных в системах передачи информации и других приложениях.

Генерация терагерцового излучения в новых материалах при филоментации в воздухе и в жидкости.

Основное направления деятельности - экспериментальное исследование генерации терагерцового излучения в различных средах. Практическое применение экспериментальных данных в системах высокоинтенсивного терагерцового излучения.

Экспериментальные исследования фотонно-кристаллических волокон.

Основное направления деятельности - генерация спектрального суперконтинуума в фотонно-кристаллических волоконах и исследования дисперсии таких волокон.

Применение ТГц излучения для неразрушающего контроля и диагностики.

Основное направления деятельности - разработка новых методик анализа пищевой промышленности с использованием ТГц излучения. Разработка методик визуализации скрытых объектов. Разработка методик ТГц диагностики в реставрационной деятельности.

Нелинейная ТГц оптика.

Основное направления деятельности - исследование закономерностей фазовой самомодуляции и сверхуширения спектров однопериодных параксиальных оптических волн в однородных изотропных диэлектрических средах с безынерционной кубической нелинейностью.

Экспериментальные исследования фотонного эха в наноразмерных пленках.

Основное направления деятельности - экспериментальные исследования по двухфотонному возбуждению фемтосекундного сигнала первичного фотонного эха в полупроводниковой пленке оксида цинка наноразмерной толщины (100, 600 и 800 нм) на квантовом переходе, соответствующем 400 нм.

Сотрудничество

• Terahertz Research Group, The Institute of Optics, University of Rochester, Rochester, USA,
• Key Lab of THz Optoelectronics, Capital Normal University Beijing, China,
• Opto-Electronics Systems Laboratory, University of Exeter, Exeter, UK,
• Institute of Electronic Structure and Laser (IESL), Foundation for Research and Technology – Hellas (FORTH), Greece,
• Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology,
• Chinese Academy of Sciences, Shanghai, People’s Republic of China,
• Wuhan National Laboratory for Optoelectronics,
• Huazhong University of Science and Technology.

Международная лаборатория «Фемтомедицины»

(входит в состав Международной лаборатории «Фемтосекундной оптики и фемтотехнологий»)

Направления исследований

• Оптическая томография, визуализация и спектроскопия биологических тканей.
• Мониторинг в видимом и терагерцовом диапазонах  дегидратации тканей под влиянием гиперосмотических агентов.
• Разработка терагерцовых терапевтических технологий.
• Взаимодействие фемтосекундных лазерных пучков с биологическими тканями.
• Применение коллоидных наночастиц в качестве контрастных веществ для клинической диагностики в биологических тканях.
• Разработка мультимодальных фотонных медицинских систем.

Сотрудничество

• ФГБУ «НМИЦ им. В.А. Алмазова», Санкт-Петербург, Россия.
• Саратовский национальный исследовательский государственный университет, Саратов, Россия.
• Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург, Россия.
• МНЦ «Биотехнологии третьего тысячелетия», Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия.
• НОЦ «Фотоника и ИК-техника» МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия
• Лаборатория IMS Университета Бордо, Бордо, Франция.

Международная лаборатория «Квантовой информатики»

Направления исследований

• Квантовые коммуникации.
• Квантовая криптография.
• Квантовые чипы.
• Квантовые вычисления.
• Квантовая метрология.
• Квантовые сети.
• Наногидродинамика.

Основное направления деятельности - разработка технологии построения программно-конфигурируемых квантово-криптографических сетей.

Основные результаты деятельности

2014 год

Запущена первая в России квантовая сеть в городской зоне, г. Санкт-Петербург, Университет ИТМО.

2016 год

• Впервые в мире создан экспериментальный макет узла защищённой
  квантовой сети с динамическим управлением,
• Разработаны методы, алгоритмы и программное обеспечение, обеспечивающие динамическую коммутацию каналов в квантовой сети.

Запущен пилотный участок первой в России городской многоузловой квантовой сети г. Казань

2017 год

• Впервые в мире создан экспериментальный макет узла защищённой квантовой сети с динамическим управлением,
• Разработаны методы, алгоритмы и программное обеспечение, обеспечивающие динамическую коммутацию каналов в квантовой сети.

Сотрудничество

• Heriot-Watt University, Edinburgh, United Kingdom,
• CNRS – Télécom ParisTech, Paris, France,
• The Australian National University, Canberra, Australia,
• Белорусский государственный университет, Минск, Беларусь,
• КНИТУ-КАИ, Казанский квантовый центр, Казань, Россия,
• Институт реакторных материалов и технологий, НИЦ "Курчатовский Институт", Москва, Россия,
• Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China.

Международная лаборатория «Цифровой и изобразительной голографии»

Направления исследований

• Регистрация, распространение и восстановление волнового фронта.
• Неразрушающий контроль технических изделий.
• Неинвазивная диагностика в биомедицине.
• Исследование динамики волнового фронта в нелинейных средах.
• Анализ изображений частиц.
• Голографическая диагностика в терагерцовом диапазоне частот.
• Исследования по созданию фотоматериалов для записи изобразительных голограмм и методов их химико-фотографической обработки.
• Цифровая голография в видимом диапазоне, восстановление фазы.

Сотрудничество

• Institute of Electro-Optical Science and Technology, National Taiwan Normal University,
• Taipei, Taiwan,
• National Institute of Physics, University of the Philippines, Quezon City, Philippines,
• ФТИ им. А.Ф. Иоффе, Санкт-Петербург, Россия,
• Технологический университет Тампере.