В преддверии Дня российской науки Центр медиакоммуникаций КФУ побеседовал с одним из самых перспективных молодых ученых Казанского федерального университета. Речь пойдет о младшем научном сотруднике НИЛ «Многофункциональные материалы для квантовых сенсоров», инженере кафедры квантовой электроники и радиоспектроскопии Института физики КФУ Фадисе Мурзаханове, который разрабатывает новые материалы для создания квантовых компьютеров.

Фадис Мурзаханов – стипендиат Президента РФ (2022–2024), победитель конкурса на соискание Казанской премии имени Е.К. Завойского среди молодых ученых (2023), а также целого ряда других.

Проект «NV-дефекты в изотопно-модифицированном кристалле 6H-SiC для квантовых сенсоров и электрон-ядерных спиновых регистров», руководителем которого является молодой физик, поддержан грантом Российского научного фонда по приоритетному направлению деятельности РНФ «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами». Его реализация рассчитана на 2024–2025 гг.

«Я занимаюсь исследованием полупроводниковых материалов, которые содержат в своей структуре дефекты вакансионного типа, образующиеся при облучении кристаллов потоком высокоэнергетических частиц. Эти дефекты (их еще называют центрами окраски), благодаря своим уникальным спиновым (магнитным), оптическим и когерентным свойствам могут рассматриваться в роли квантовых битов или кубитов, на основе которых потенциально можно реализовать квантовые технологии», – сообщил младший научный сотрудник.

По его словам, идея создания эффективных квантовых компьютеров уже несколько десятилетий занимает умы ученых всего мира, так как они позволят решать крайне сложные фундаментальные задачи, с которыми существующие суперкомпьютеры справиться не могут.

«Азот-вакансионные (NV) центры в структуре изотопно-модифицированного кристалла карбида кремния (6H-SiC) являются той самой перспективной платформой, составляющей конкуренцию широко известным и изученным NV-центрам в алмазе. Одно из преимуществ карбида кремния по сравнению с алмазом заключается в том, что это более дешевый материал, – говорит Ф. Мурзаханов. – Основная идея нашего проекта – изучить время жизни NV-центров в возбужденном состоянии и особенности электрон-ядерных взаимодействий, знание о которых позволит приблизиться к реализации вычислительных алгоритмов с помощью многоимпульсных последовательностей и спиновых квантовых регистров».

Ученый рассказал, что допированные ионами азота кристаллы 6H-SiC могут быть легко интегрированы с существующими микроэлектронными схемами. Кроме того, модифицированные кристаллы карбида кремния обладают в отличие от алмаза спектром люминесценции в ближнем инфракрасном диапазоне (1200 нм), что соответствует оптимальной полосе пропускания оптоволоконных кабелей для высокоскоростной передачи информации и может быть использовано при создании квантовых биосенсоров. Такие сенсоры нанометрового пространственного разрешения необходимы, в частности, для того чтобы сканировать отдельные клетки человеческого организма и обнаруживать пораженные белки на самой ранней стадии онкологических заболеваний.

Ранее сообщалось о династии КФУ: четырех поколениях Нефедьевых, которые занимаются исследованиями в области физики.