Создание RFTES-детектора
• Монтаж чипа одиночного пикселя с помощью ультразвуковой микросварки • Контактные площадки «сшиваются» алюминиевой проволокой толщиной 20 мкм
Применение квантовых сенсоров
• Изучение Вселенной, безопасность в общественных местах, медицинская диагностика • Разработка ученых Национального исследовательского технологического университета МИСИС
Технические характеристики
• Сверхвысокая чувствительность — порядка 1 аВт • Регистрация волн от мобильных телефонов до терагерцовых колебаний • Работа при экстремально низких температурах в криостатах
Принцип работы
• Электромагнитный сигнал фокусируется на микроскопическую антенну • Антенна подает ток на микромостик, создавая импульс • Определение энергии волны по амплитуде импульса
Сравнение с микрокалориметром
• При сверхнизких температурах электроны превращаются в электронный газ • Разрушение сверхпроводимости регистрируется по изменению добротности резонатора
Достижения и перспективы
• Технология находится на стадии лабораторного прототипа • Разработка полностью ведется российскими учеными • Уникальные приборы, способные конкурировать с западными аналогами
Применение в науке и технике
• Изучение объектов в дальнем космосе, регистрация нейтрино • Радиометрия для предотвращения проноса опасных предметов • Медицинская диагностика, дефектоскопия, считывание состояний кубитов в квантовых вычислителях • Мониторинг атмосферного загрязнения
RFTES-детекторы и их применение
• Используются для считывания состояний кубитов в квантовых вычислителях на сверхпроводниковой платформе. • Разработана многолучевая матрица для повышения эффективности сканирования. Преимущества новых датчиков • Устойчивы к поломкам и сбоям благодаря микромостику в цепи высокодобротного резонатора. • Высокая частота резонатора (более 1 ГГц) защищает от постоянного тока и статического разряда.
Поддержка и финансирование
• Исследования поддерживаются Квантовым проектом Росатома и программой «Приоритет-2030». • Получены гранты Российского научного фонда.
Будущее разработки
• Миниатюризация мостиков-поглотителей для повышения чувствительности датчиков. • Необходимость миниатюризации сверхнизкотемпературных рефрижераторов.
Квантовые сенсоры и их перспективы
• Используют свойства квантовых систем для измерения физических величин. • Обладают сверхвысокой чувствительностью и точностью.
Программа развития квантовых сенсоров
• В 2026 году Росатом приступила к реализации программы развития квантовых сенсоров. • Начата работа над шестью проектами, включая квантовый магнитометр, гравиметр и спектрометр.
Области применения
• Навигация самолетов и морских судов, космические исследования, геологоразведка и телекоммуникации.
Матрица на основе RFTES-детекторов из семи квазиоптических пикселей для радиоастрономии. На детекторном блоке из позолоченной бескислородной меди установлены семь сапфировых иммерсионных линз, фокусирующих излучение на микроантенну каждого из пикселей, установленных с обратной стороны блока. Такую матрицу также можно использовать для медицинской диагностики поверхностных тканей или дефектоскопии. Увеличение числа пикселей ускоряет процесс получения изображения — тепловой карты объекта.
Фото: Сергей Гнусков / пресс-служба НИТУ МИСИС
Изображение: Плата-адаптер для предварительного микроволнового тестирования чипа единичного пикселя (в центре). Сигнал подается на безрезьбовые микро-разъемы СВЧ и далее по копланарным волноводам подводится к контактным площадкам чипа. Фото: Сергей Гнусков / пресс-служба НИТУ МИСИС