0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Дети Гольцмана: как российский физик создал рынок однофотонных счетчиков

Дети Гольцмана: как российский физик создал рынок однофотонных счетчиков

«Эта технология началась с меня!» — совладелец компании «Сконтел», профессор Московского педагогического государственного университета (МПГУ) Григорий Гольцман гордится бизнесом, который вырос из его научных разработок. «Сконтел» — глобальный лидер рынка сверхпроводящих счетчиков или детекторов фотонов, то есть элементарных частиц света. Технологией профессора Гольцмана и его учеников пользуются десятки корпораций и университетов по всему миру, а выручка «Сконтела» достигает десятков миллионов рублей. Счетчики — важный элемент оптического квантового компьютера, они могут применяться в медицине, военной промышленности, шифровании информации и космических исследованиях. Журнал РБК изучил историю компании, продукт которой незаметно покорил мир.

Квантовое будущее

Счетчик фотонов выглядит как громоздкий металлический цилиндр, но бóльшую его часть занимает не устройство для счета, а обеспечивающий сверхпроводимость холодильник. Внутри скрыт чип шириной несколько миллиметров, это и есть детектор: на кремниевой подложке вмонтирована невидимая глазу чувствительная полоска сверхпроводника в 100 нанометров, которая «ловит» фотоны.

«Все сердце приемника мы делаем самостоятельно, за исключением подложек: они недорого стоят на стороне, максимум несколько долларов за 1 кв. см», — рассказывает генеральный директор «Сконтела» Константин Смирнов. Собственное производство — это чипы и пакетирование детектора: компания делает оптический ввод излучения и электрический выход с детектора, ответственный за перевод фотонов в электроимпульс. Холодильники, которые на профессиональном жаргоне называются cold head («холодная голова»), «Сконтел» закупает у японской компании Sumitomo. Криостат, обеспечивающий условия работы холодильника, также разработка «Сконтела».

Читать еще:  Делаем петличный микрофон для камеры

«Применений [у счетчиков] будет много», — с уверенностью рассказывает журналу РБК 69-летний Гольцман. Сегодня приборы востребованы в основном в лабораториях, в будущем их потенциал связан, например, с квантовыми компьютерами. «Пока нет универсального принципа устройства [квантового компьютера]. Если одной из практических технологий станет оптический компьютер, в нем обязательно будет счетчик фотонов, и не один», — обещает Гольцман. В таком компьютере фотоны, или кванты света, выполняют ту же роль, что и электроны в обычном компьютере: переносят электрические токи, объясняет ученый.

Еще одно перспективное направление — биология и медицина: анализ генома, диагностика заболеваний (например, диффузная оптическая томография, позитронная эмиссионная томография), исследование процессов, происходящих в организме человека, внутренних органов, тканей, клеток и молекул (одномолекулярная спектроскопия). Третья большая надежда «Сконтела» — квантовая криптография. Компания уже проводила лабораторные эксперименты совместно с Российским квантовым центром (РКЦ) по передаче информации, защищенной квантовым ключом шифрования, более чем на 300 км. «Вполне достаточно для того, чтобы покрыть сетью даже такой мегаполис, как Москва», — считает Смирнов. Технология в ближайшие годы может быть востребована финансовыми учреждениями: в России ее на расстоянии до 30 км тестировали Газпромбанк и Сбербанк.

Второе поколение Гольцмана

Еще один проект Гольцмана — компания «Тинфотоника»: «Это следующее поколение моих бывших студентов. То поколение уже выросло, а это тоже уже не дети, но все же гораздо моложе». «Тинфотоника» разрабатывает квантовые оптические интегральные схемы.

Гольцман проводит аналогию с электроникой: сначала были лампы, транзисторы, затем — микросхемы. Квантовая оптика только проходит такой путь: «На большой оптический стол в несколько квадратных метров ставятся всякие приборы, излучатели, линзы, зеркала, еще множество каких-то штук, затем это все тщательно юстируется (производится точная настройка. — РБК) с помощью лазера несколько месяцев, и только потом с этим можно работать. А мы занимаемся тем, чтобы перевести это на чип и изготовить на нем одновременно много таких столов».
Сложные оптические приборы легко вывести из рабочего состояния, говорит Гольцман: «Если вы хлопаете дверью, то нарушаете их баланс. Или прибор засвечивается — обычно в темной комнате люди работают. А тут это все на чипе, спрятано и работает без человеческих рук».

Читать еще:  Делаем светодиодный куб из 64 светодиодов

По словам Гольцмана, разработки «Тинфотоники» поступят в продажу через 5–10 лет. Развитие тормозит высокая стоимость оборудования — она доходит до 1 млрд руб.; без внешних инвестиций компания не потянет такую сумму, констатирует профессор. Гольцман ищет выход в продаже отдельных элементов технологии: «В оптической квантовой микросхеме много разных элементов. Возьмем фильтр или управляемый интерферометр, сделаем им вход и выход — они оказываются с такими прекрасными характеристиками, которых на рынке нет. И это сотая часть нашей большой работы».

По мнению профессора, «Тинфотоника» может стать партнером части российской промышленности в эпоху санкций — западные аналоги становятся недоступными отечественным заказчикам: «Мы разговариваем с разными предприятиями, и они нам говорят: «Да-да-да, нам это надо». Но пока дело в начале пути». Названий потенциальных партнеров Гольцман не уточняет.

«Тинфотоника» зарегистрирована в декабре 2015 года и является резидентом «Сколково»: «Ребята из фонда [«Сколково»] уговорили нас, мы бы еще подождали с регистрацией», — рассказывает Гольцман. По его словам, компания пока «больше проедает денег, чем приносит»: «Типичный стартап, ведет первые продажи и в основном занимается разработками». По данным СПАРК, выручка «Тинфотоники» в 2016 году составила 482 тыс. руб., прибыль — 177 тыс. руб.

В «Сколково» от «Тинфотоники» ждут больших успехов. «Квантовые интегральные схемы в будущем будут востребованы в квантовых компьютерах и коммуникациях и позволят перейти от лабораторных установок к промышленным устройствам для массового рынка», — объяснил журналу РБК проектный менеджер фонда Никита Кузнецов.

Напоследок Гольцман проводит корреспондентку журнала РБК в лабораторию, где работают студенты МПГУ.
— Это ваше второе поколение?
— Да 25-е уже. Счетчики фотонов, технологии, деньги — все это, конечно, важно. Но главная наша продукция — люди.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector