Уходящий месяц стал рекордным по количеству международных встреч ученых и инженеров, занятых в одной из наиболее перспективных на ближайшие десятилетия областей знания - квантовой информатике и сопредельных с ней дисциплинах. Было проведено 8 крупных международных конференций и семинаров (для сравнения: в апреле - ни одной, в марте и феврале - по 3, январе - 2).

Не будет преувеличением, если сказать, что в майской восьмерке самое заметное событие - IX Международная конференция по квантовой оптике, которая состоялась 14-17 мая в Раубичах под Минском. И не только потому, что событие это связано с нашей страной и столицей. Таким образом квалифицировать этот научный форум позволяет как его тематика, так и состав и география участников. Организатором конференции выступил Институт физики им. Б.И. Степанова Национальной Академии наук Беларуси (председатель оргкомитета - С.Я. Килин, секретарь - Д.Б. Хорошко).

В программе конференции 90 устных и стендовых докладов. После устных выступлений предусматривались широкие неформальные обсуждения и дискуссии. Около половины выступлений непосредственно были связаны с проблематикой квантовой информации и квантовых вычислений. Причем около двух десятков выступлений были посвящены проблеме "перепутанных" (entangled) квантовых состояний, которая является центральной для квантовой информатики.

Большой интерес участников конференции вызвали доклады, освещающие последние экспериментальные достижения в области квантовой информации. К ним, в первую очередь, относится реализация квантового алгоритма поиска на основе источника одиночных фотонов и классической Фурье-оптики (Р. Шпрэу, Университет Амстердама, Нидерланды). Реализованный в эксперименте алгоритм позволяет найти любую запись в несортированной базе данных из 32 записей всего за 6 обращений! В ближайшее время размер базы данных планируется увеличить до миллиона. Другим пионерским экспериментальным результатом является создание управляемого источника одиночных фотонов на основе излучения одиночной молекулы (Ф. Трессар, Высшая нормальная школа, Франция). Большое внимание привлекли доклады представителей двух крупнейших европейских центров по "полостной квантовой электродинамике", которая изучает взаимодействие одиночных атомов с одиночными фотонами в высокодобротных микроволновых полостях: Ж. Ногес (Лаборатория Кастлера-Бросселя, Париж) докладывал о детерминистическом перепутывании двух атомов в полости, а Э. Солано (Институт квантовой оптики им. Планка, Гархинг, Германия) рассказал о создании коллективных перепутанных состояний небольших групп атомов (2-10), пролетающих через микроволновую полость. Для будущих технологических приложений очень важны разработки твердотельных квантовых процессоров, в частности, на основе кристаллов (например, алмаза) с единичными центрами окраски. Об успехах в этой области докладывали белорусские (А.П. Низовцев, С.Я. Килин; Минск) и немецкие (Й. Врахтруп; Штуттгарт) ученые. В частности, сообщалось об экспериментальной реализации логического элемента NOT и о ближайших планах по созданию элементов Хадамара и C-NOT. Последние достижения в области спектроскопии одиночных молекул на поверхности тонких пленок были отражены в докладе К. фон Борцисковского (Германия).

Среди теоретических работ, представленных на конференции, наибольший интерес вызвали следующие доклады: П. Городецкого (Польша) - по методам экспериментального определения степени перепутанности двух и более квантовых систем, задача, которая до сих пор не имеет однозначного решения; Л. Макконе (Массачусетский технологический институт, США) - по квантовой синхронизации часов при помощи перепутанных состояний света; М. д'Ариано (Италия) - по использованию перепутанных состояний для увеличения точности квантовых измерений, и некоторые другие. Любопытно отметить, что перепутанными могут быть не только состояния световых пучков, но и состояния массивных тел, таких, например, как обычные зеркала, о чем рассказывал П. Томбези (Италия).

Много внимания было уделено таким "классическим" для данной области темам, как квантовая телепортация (в частности, света, и голографическая телепортация); потеря когерентности квантовых состояний в результате взаимодействия со средой, декогеренция, которая представляет собой камень преткновения для реализации алгоритмов квантовых вычислений; квантовые алгоритмы; квантовая криптография; оптическое "пленение" (trapping) атомов и конденсат Бозе-Эйнштейна; сжатые (squeezed) квантовые состояния, с помощью которых можно выходить за квантовый шумовой порог, важные для реализации квантовых каналов связи; фундаментальные проблемы квантовой механики и электродинамики и др. Очень интересны возможности, открываемые квантовой оптикой для реализации будущих технологий квантовой литографии, для решения задач построения и обработки изображений (довольно мощной альтернативы популярным сегодня нейросетевым подходам), для изучения взаимодействия света с нанообъектами, например, с углеродными нанотрубками и с уже вошедшими в современную технологию фотонными кристаллами. Об обобщении "золотого правила" Ферми рассказывал Л. Аккарди (Рим), выступивший после окончания конференции по НТВ в программе Гордона, посвященной квантовой телепортации. Интересующиеся смогут найти программу конференции на сайте master.bas-net.by. Замечательно, что материалы конференции будут опубликованы в абсолютно доступном для нас источнике - специальном выпуске журнала "Оптика и спектроскопия". Так что заглядывайте в библиотеку!

Любопытно, что буквально десятью днями ранее (3-6 мая) в венгерском городе Сегед стартовал также 9-й по счету и также по квантовой оптике Центрально-европейский семинар, организованный физическим факультетом местного университета и Комитетом лазерной физики и спектроскопии Венгерской Академии наук. Здесь также среди специально квантово-оптической проблематики заметное место занимали такие проблемы, как волны материи, квантовая информатика и основания квантовой механики. На семинаре было 23 приглашенных докладчика, всего было заслушано 47 выступлений. Не удивительно, что большая часть их была так или иначе связана с квантовой информатикой и вычислениями. Среди обсуждавшихся тем: непременные "спутанность" квантовых состояний и телепортация; проблема декогерентности; передача квантовой информации при учете взаимодействия системы с резервуаром; программируемые квантовые измерительные устройства; однозначная отфильтровка квантовых состояний; квантовая томография методом повторных нечетких измерений; "плененные" (trapped) ионы; сжатые квантовые состояния и ряд других, безусловно, интересных предметов (как, например, "искусственные черные дыры"!).

Два семинара специально были посвящены проблемам создания квантово-информационных устройств. Первый - "Аппаратные идеи для квантового компьютинга" - состоялся 12-15 мая в Физическом центре Бад Хоннефа недалеко от Бонна. Он был организован Немецким физическим обществом. Здесь в центре внимания были вопросы реализации квантовых компьютеров на основе твердотельных устройств, в частности, полупроводников, сверхпроводников, магнитных тонких пленок и молекулярных структур. На семинар были приглашены 10 докладчиков, среди них один из инициаторов разработок твердотельных квантовых компьютеров - Брюс Кэйн (Bruce Kane; Мериленд, Австралия).

Второй семинар "Технология квантовых устройств" прошел 20-24 мая в Потсдаме (Нью-Йорк) в Центре технологии квантовых устройств Кларксоновского университета. Основной круг вопросов, обсуждавшихся на этой встрече, был связан с проблемами квантовых вычислений, коммуникации и криптографии, спинтроники и квантовых эффектов в наномерных полупроводниковых и механических приборах. Это первая такая встреча, организованная Центром, и, как полагают ее инициаторы, она должна стать в будущем традиционной. В семинаре приняли участие 26 приглашенных докладчиков (всего порядка 60 выступлений). Преобладали, пожалуй, выступления, посвященные различным аспектам спинтроники - сравнительно нового перспективного направления, в котором предполагается использовать для обработки информации устройства, основанные не на перемещении электрических зарядов (электрических токах), а спинов частиц (спиновых токах).

В Монреале (Канада) буквально одна за одной прошли две международные конференции. Сначала (19-21 мая) - 34-й Симпозиум по теории вычислений (STOC'2002), организованный "Группой особого интереса к алгоритмам и теории вычислений" (SIGACT - Special Interest Group on Algorithms and Computation Theory), а следом (21-24 мая) - 17-я Конференция по вычислительной сложности (CCC'2002), организованная Центром математических исследований Монреальского университета. Здесь среди прочих обсуждались различные аспекты теории алгоритмов, в частности, полиномиальных по времени, и связанные с последними проблемы безопасности квантовых вычислений и коммуникации и решения других NP-полных задач.

А в это время (19-24 мая) в Центре собраний Калифорнийского Лонг Бич проходила спаренная конференция CLEO/QELS 2002 - 22-я Конференция по лазерам и электрооптике (CLEO) и 10-я Конференция по квантовой электронике и лазерам (QELS). Устроители этого форума поставили целью свести вместе исследователей и разработчиков новых технологий и представителей индустрии (связь, медицина, производство оптических компонентов, аналитических инструментов, космонавтика, охрана окружающей среды, военное оборудование и т.д. - вот далеко не полный перечень рубрик). Всего на конференциях было представлено 1279 докладов (как устных, так и стендовых). Среди 18 тематических разделов этих конференций два непосредственно касались квантово-информационной тематики: "Охлаждение атомов и атомная оптика" и "Квантовая оптика". Здесь в центре внимания были проблемы квантовых "спутанных" состояний, квантовой информатики и вычислений, квантово-оптические эффекты в полупроводниках и ряд других. Предполагается, что теперь такие спаренные конференции станут ежегодными.

И буквально в эти дни (29-31 мая) в Австрийском Инсбруке проходит рабочая встреча "Короткий курс квантовой информатики". Уж не поэтому ли все последние дни сервер www.wtec.org/QIS был практически непробиваемым?

Как видим, в мае основные события в области квантовой информатики и квантового компьютинга развивались "под прицелом" квантовой оптики. Тем, кто сейчас стоит перед выбором своей будущей профессии, т.е. будущему абитуриенту, есть о чем подумать.

Сергей САНЬКО