Возможность использования одиночных примесных атомов в твердотельных структурах для создания соответствующих квантовых электронных устройств появилась совсем недавно, немногим более 5 лет назад – эта область квантовых технологий очень молода и находится в «мэйнстриме» мировых исследований. Одиночные примесные атомы, размещенные в необходимой конфигурации в твердотельных кристаллических структурах, обладают высокими значениями характерной кулоновской энергии и энергии размерного квантования одиночных электронов, а также дают возможность манипулировать отельными электронами, отдельными одночастичными энергетическими состояниями и спинами отдельных электронов. Сочетание столь необычных физических свойств открывает новые возможности для создания уникальных электронных вычислительных квантовых устройств, таких, например, как резервуарные вычислительные сети.

Способность управлять распространением света на субволновых масштабах является необходимым условием для миниатюризации оптических схем, необходимых в том числе и для задач квантовой оптики. В настоящее время разрабатывается платформа для интегральной нанофотоники на основе поверхностных электромагнитных волн в одномерных фотонных кристаллах. Изучаются методы возбуждения таких волн, способы управления их распространением и их взаимодействие с веществом. Исследуются физические основы для создания устройств нанофотоники, реализующих активное и пассивное управление оптическим излучением на субволновом масштабе при помощи Ми-резонансных полупроводниковых наноструктур и метаповерхностей на их основе. Также проводятся исследования применимости нейроморфных нанофотонных систем для вычислительных задач.

Процесс юстировки двухлучевого оптического пинцета, позволяющего захватывать микрочастицы в жидкой или газовой среде и изучать их физические свойства и механизмы взаимодействия. Для повышения стабильности оптическая схема собирается на вертикальном стенде.

Магистерские программы предполагают выполнение курсовых и дипломных работ в рамках основных направлений работы центра. Теоретические работы будут проводиться под руководством высококвалифицированных сотрудников базовых кафедр, владеющих современными методами анализа и расчетов свойств атомов в условиях окружающей полупроводниковой матрицы.

Для выполнения экспериментальных работ будут использованы технологические возможности Учебно-методического центра литографии и микроскопии, созданного на физическом факультете МГУ, современных измерительных установок, таких как рефрижератор растворения «Тритон», позволяющий проводить измерения характеристик создаваемых устройств в диапазоне температур от десятых долей градусов Кельвина до комнатных, практикум по созданию элементов квантовых вычислительных устройств и измерению их характеристик на современном оборудовании.