Квантовый инжиниринг

Разработайте квантовую оптическую систему.

В рамках профиля участники знакомятся с полным спектром компетенций, необходимых квантовому инженеру. Они разбираются в базовых понятиях и явлениях квантовой физики, лежащих в основе квантовых технологий, а также приобретают ценные навыки работы с оптическими компонентами, используемыми во многих квантовых устройствах. Участники учатся рассчитывать параметры оптических схем, применяемых при создании квантовых устройств, строить эти схемы, анализировать получаемые с помощью них результаты и составлять соответствующую техническую документацию.

Участникам предстоит решать задачи двух туров:

• Инженерный тур знакомит с тематикой профиля и образовательной программой по основам квантовой физики и квантовой оптики, а также отдельным базовым элементам квантовых оптических систем и основам теории вероятностей.
• Предметный тур проверяет уровень школьной подготовки по физике и информатике.

Для решения задач II этапа необходимо собрать команду: чем сплоченнее она будет, тем выше шансы на успех в финале.

Участники профиля познакомятся с инженерно-физическими расчетами квантовых оптических схем и обработке данных, получаемых на таких устройствах. Задачи второго этапа дадут представление о различных видах квантовых оптических схем, их характеристиках, способах измерения их параметров, а также паттернах данных, которые получаются при работе с квантовыми оптическими (волоконно-оптическими) устройствами. Полученные данные и навыки будут необходимы для создания квантового устройства на финальном этапе.

Оптика является неотъемлемой частью физической реализации квантовых технологий. Многие разрабатываемые устройства, такие как квантовые компьютеры, системы квантового распределения ключа и т.д. в основе своей состоят из оптических схем и элементов.

Так, например, в системах квантового распределения ключа используются волоконные интерферометры, а логические элементы оптического квантового компьютера могут быть собраны из светоделителей и фазовых пластинок. Одной из важнейших частей систем квантовых устройств являются также генераторы случайных чисел.

В финале участники получают информацию о квантово-технологической системе, в которой предполагается использование оптических схем, а также ряд технических требований к готовому устройству.

Задача участников состоит в том, чтобы разработать систему, отвечающую требованиям, собрать ее и промерить характеристики, продемонстрировать работоспособность, подготовить соответствующую техническую документацию (отчет) и представить полученный результат комиссии, выполняющей роль заказчика.