В МИФИ подводят итоги исследований квантовых технологий на основе синтетического алмаза

17 июня в МИФИ стартовал расширенный научный семинар «Результаты и перспективы развития технологий на основе синтетического алмаза».

Виталий Конов 

Семинар проходит в рамках реализации проектов научного центра мирового уровня (НЦМУ) «Электронные и квантовые технологии на основе синтетического алмаза» и крупного научного проекта «Многокубитные спиновые квантовые сети на основе примесных центров в алмазе», идея создания которого была утверждена на заседании президиума Комиссии по научно-технологическому развитию Российской Федерации под председательством вице-премьера Дмитрия Чернышенко 31 мая 2025 года. Центр завершил первый год реализации программы и активно работает над реализацией программы 2026 года.

Работа семинара сосредоточена вокруг двух главных тем - развитие технологий на основе синтетического алмаза и многокубитные спиновые квантовые сети на основе примесных центров в алмазе. На семинаре председательствует академик РАН Виталий Конов.

Участников семина приветствовал ппервый проректор НИЯУ МИФИ Олег Нагорнов, который  напомнил, что семинар не случайно проводится в МИФИ, - наш университет был первый в Советском Союзе, который открыл кафедру микроэлектроники, а основоположником квантовой электроники был выпускник МИФИ, лауреат Нобелевской премии Н.Г. Басов.

Роман Захарченко

В ходе семинара звучат доклады представителей МИФИ, МГУ им. М.В Ломоносова, Института общей физики, Технологического институт сверхтвёрдых и новых углеродных материалов (ТИСНУМ НИЦ КИ), ООО «Нью Даймонд Технолоджи», Института прикладной физики имени А. В. Гапонова-Грехова, Томского государственного университета, Физического института имени П.Н. Лебедева и Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе.

ВРИО директора Научного центра мирового уровня «Электронные и квантовые технологии на основе синтетического алмаза» Роман Захарченко в своем вступительном обзорном докладе раскрыл основные этапы в развитие центра.

Роман Захарченко отметил, что квантовые технологии в России разделены на три ключевые направления, соответственно которым приняты три дорожные карты: это квантовая сенсорика, квантовые вычисления и квантовые коммуникации. При этом дорожные карты разделены между двумя компаниями: Госкорпорацией «Росатом» и РЖД. Созданный в МИФИ НЦМУ ориентируется на те стратегии и те направления, которые закладываются в эти дорожные карты.

Квантовая экосистема МИФИ включает в себя НЦМУ, Центр радиофотоники и СВЧ-технологий, Инжиниринговый центр, Центр исследований в сфере искусственного интеллекта, а также профильные институты (ИНТЭЛ, ЛаПлаз и ИФИБ) и их профильные кафедры, включая Научно-образовательный центр «Квантовый инжиниринг». Парк технологического оборудования МИФИ, состоит из более чем ста наименований единиц оборудования, включая установки и приборы для молекулярно-лучевой эпитаксии, газофазной эпитаксии, плазмохимии и т.д.

В стратегии НИЯУ МИФИ особое место отведено  достижению технологического лидерства на таких направлениях, как квантовая сенсорика, интегральная фотоника, развитие инфраструктуры наших центров до уровня ведущих квантовых центров.

Структура Научного центра мирового уровняв создана на базе Центра радиофотоники и СВЧ-технологий, Инжинирингового центра, Центра микроэлектронных технологий в СВЧ-электронике и интегральной фотонике, в НЦМУ созданы две профильные лаборатории —квантовой оптики алмаза и алмазной электроники, а также отдел сопровождения научных проектов.

НЦМУ - это консорциум, участником которого также является ООО «Нью Даймонд Технолоджи» - крупнейший производителем монокристаллического алмаза в России. Индустриальным партнёром проекта выступает ООО «СП Квант».

В работе НЦМУ два магистральных направления: силовая и СВЧ электроника и исследования в области квантовой оптики алмазов. Конечно, дополнительной целью является подготовка кадров высшей квалификации для новых направлений исследований.

В 2025 году в рамках НЦМУ было реализовано три НИОКР по перспективным направлениям, заложенных в программе развития центра: разработка источника одиночных фотонов, разработка сенсорного элемента для сканирующей квантовой магнитометрии, а также разработка подложек для производства элементов квантовой сенсорики. В проекте было задействовано более 150 учёных, 52 из которых являются ведущими и 28 из из ведущих являются молодыми. В ходе реализации этих разработок был получен патент на полезную модель, в рамках форума Микроэлектроника 2025 года организован выставочный стенд, а также проведён круглый стол с участием ведущих учёных.

Центром подписано соглашение о сотрудничестве с Шанхайским институтом оптики и точной механики, а также с факультетом физики Пекинского университета, реализуются проекты с участием ведущих учёных из дружественных стран, в том числе Беларусь. В настоящее время ведутся переговоры о заключении соглашения с Институтом функциональных интеллектуальных материалов Национального университета Сингапура, руководимым Нобелевским лауреатом, Константином Новосёловым.

В 2026 году в рамках НЦМУ будут реализовано шесть проектов, в результате чего будет создаваться рабочая конструкторская и технологическая документация и проводиться государственные приёмочные испытания. В этом году ученые НЦМУ уже заявили о достижении нового результата – создание гетероструктур для мощной электроники.

Результатами реализации программы развития НЦМУ должны стать:

• формирование в России рынка квантовых сенсоров на основе алмазов
• создание полностью отечественной системы квантового распределения ключа
• создание передовых систем магнитно-резонансной томографии и электроэнцефалографии на основе сенсоров магнитного поля на основе синтетического алмаза
• увеличение надёжности и стабильности электроники повышенной мощности.
• создание отечественной силовой электронной компонентной базы нового поколения технологий
• опережающая подготовка кадров для предприятий электронной промышленности.