Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет Информационных Технологий, Механики и Оптики
НовостиУниверситет ИТМО
2018-05-15
Система квантовой коммуникации, разработанная в лаборатории «Квантовой информатики» Университета ИТМО, доказала свою устойчивость к коллективным атакам.
 
  Ученые лаборатории «Квантовой информатики» кафедры Фотоники и оптоинформатики Университета ИТМО проверили устойчивость разработанной ими системы квантовой коммуникации к воздействию коллективных атак. Для этого они построили квантовые модели элементов системы и оценили скорость генерации ключа шифрования данных. В этой системе ключ генерируется при помощи вынесения излучения квантового канала связи на боковые частоты. Полученные данные помогут в разработке защищенных многопользовательских сетей. Результаты опубликованы в Optics Express.
  Статья: Security of subcarrier wave quantum key distribution against the collective beam-splitting attack. G. P. Miroshnichenko, A. V. Kozubov, A. A. Gaidash, A. V. Gleim, and D. B. Horoshko. Optics Express. April 17, 2018.
  Квантовая криптография – перспективный метод шифрования данных. Он позволяет надежно защитить банковские счета и личную переписку на основе физических, а не вычислительных принципов защиты информации. В качестве переносчика информации в идеальных квантовых системах используют одиночные фотоны. Их нельзя разделить, потому что это минимальная «порция» энергии, нельзя скопировать из-за квантового принципа неопределенности и нельзя измерить, не изменив. Эти свойства можно использовать для формирования надежных ключей шифрования информации.
  «На каждой банковской карте написано, до какого времени она действительна. Этот срок обусловлен тем, что до этого времени вашу карту гарантированно не взломают. Но после указанной даты никто никаких гарантий не дает. Когда появятся квантовые компьютеры, такая защита и вовсе перестанет работать. Поэтому нужен принципиально иной способ защиты информации, например, квантовая криптография, ‒ говорит Андрей Гайдаш, сотрудник лаборатории «Квантовой информатики» Университета ИТМО. – Однако далеко не все практические системы квантового распределения ключа используют в качестве переносчиков информации одиночные фотоны. Чаще всего переносчиком служит ослабленное лазерное излучение, что приводит к ряду дополнительных задач».
  Вместе с коллегами Андрей занимается разработкой системы квантовой коммуникации на боковых частотах. Распределение квантового ключа в такой системе происходит между двумя пользователями: отправителем и получателем. При этом, если третья сторона или злоумышленник пытается взломать систему, то это действие присутствие моментально обнаруживается.
Недавно ученые лаборатории «Квантовой информатики» опубликовали результаты исследования надежности этой системы. Они построили квантовые модели ключевых элементов установки и показали, что разработанная ими система защищена от самых опасных коллективных атак.
  Устойчивость системы исследователи оценивали по скорости генерации секретного ключа с учетом присутствия в канале злоумышленника. Чем выше эта скорость, тем быстрее можно шифровать информацию. Но если расстояние между отправителем и получателем велико, то вероятность того, что одиночные фотоны дойдут до получателя, уменьшается, а скорость генерации ключа снижается. Поэтому система может считаться надежной, только если скорость генерации ключа в ней не падает до нуля на больших расстояниях.
  «Мы рассматривали атаку, при которой злоумышленник получает доступ ко всем возможным данным, как в квантовом, так и в классическом каналах. Нам удалось показать, что даже в таком случае мы все равно сможем сформировать секретный ключ и зашифровать информацию, ‒ рассказывает другой сотрудник лаборатории «Квантовой информатики» Антон Козубов. ‒ После теоретических расчетов, мы проверили полученные результаты экспериментально. Мы запускали нашу систему, генерировали квантовые ключи и оценивали их параметры. После статистической обработки данных мы убедились, что эксперимент подтвердил теорию и наша система действительно устойчива».
  В дальнейшей работе ученые намерены усовершенствовать квантовые модели таких элементов системы, как квантовый канал и детектор одиночных фотонов. По их словам, несмотря на то, что использованные модели хорошо согласуются с экспериментами, они имеют ряд теоретических допущений, над отказом от которых еще предстоит провести работу. Это необходимо для того, чтобы разрабатывать надежно защищенные коммуникационные сети для множества пользователей.
2018-05-07
Поздравляем Дмитрия Владимирцева, победителя Школьной секции VII Конгресса молодых ученых!
 
  Программным комитетом VII Конгресса молодых ученых за доклад во «взрослой» секции Дмитрий Владимирцев, ученик 10-го класса Лицея № 239 был отмечен благодарностью, а в школьной секции признан победителем. Поздравляем Дмитрия Владимирцева и его научного руководителя д.ф.-м.н., доцента кафедры Фотоники и оптоинформатики Университета ИТМО Павлова Александра Владимировича!



 
С 17-го по 20-е апреля в Университете ИТМО проходил VII Конгресс молодых ученых.
Конгресс проводится ежегодно в целях реализации программы Национального исследовательского университета, программы повышения конкурентоспособности Университета ИТМО среди ведущих мировых научно-образовательных центров, а также с целью стимулирования научно-технической деятельности молодых ученых, приобретения ими опыта публичных выступлений, повышения научного уровня магистерских диссертаций и апробации выпускных квалификационных работ бакалавров за 2017/2018 учебный год.
  В рамках VII Конгресса проходили заседания секций XV Межвузовской конференции молодых ученых, сессий научных школ, а также школьной секции с участием молодых ученых, специалистов и школьников России, зарубежных стран и стран ближнего зарубежья.
  Дмитрий Владимирцев, с докладом «Моделирование формирования понятийного мышления методом наложенных голограмм Фурье: зависимость эффективности формирования гипотез понятий от информационных характеристик обрабатываемых образов» принял участие сразу в двух секциях VII Конгресса молодых ученых:
  • IX сессии научной школы «Технологии программирования, искусственный интеллект, биоинформатика»;
  • Школьной секции, направление «Фотоника».
  Всего на Конгрессе в рамках школьной секции представили свои доклады 116 школьников.
  Дмитрий представил исследование, над которым он работал последнее время в рамках проекта «Исследовательские мастерские». Данный проект создан благодаря инициативе руководства Лицея № 590 при поддержке Университета ИТМО. Замысел проекта связан с развитием линии «школа-вуз-социум» на примере взаимодействия Лицея № 590 и Университета ИТМО по проведению школьниками научных исследований междисциплинарного характера при ресурсной поддержке вуза:
  • материально-технической (лаборатории Международного института «Фотоники и оптоинформатики»;
  • педагогической (преподаватели кафедры Фотоники и оптоинформатики: д.ф.-м.н А.В. Павлов,
     к.ф.-м.н. С.А. Чивилихин, к.ф.-м.н. О.А. Смолянская).
  Идейным вдохновителем и руководителем проекта «Исследовательские мастерские» в Лицее № 590 является к.п.н. Людмила Владимировна Арьяева. Со стороны Университета ИТМО активную поддержку проекту оказали д.э.н. Елена Леонардовна Богданова, директор «Института международного бизнеса и права», и д.ф.-м.н. Сергей Аркадьевич Козлов, декан факультета «Фотоники и оптоинформатики». Огромная ценность проекта в том, что он даёт возможность заинтересованным школьникам найти и проявить себя в мире науки, занимаясь ею в современных лабораториях под руководством опытных учёных и педагогов. И, конечно, очень важно то, что он объединяет талантливых школьников не только Лицея № 590, но и других профильных школ Санкт-Петербурга.
  Дмитрий Владимирцев рассказал о своём исследовании.
  Я представил свои исследования в области голографической парадигмы искусственного интеллекта (ИИ). Данная парадигма основывается на том, чтобы попытаться на некотором уровне аналогий воспроизвести процессы, которые происходят в мозгу, с помощью голографических методов и средств. Интерес к голографической парадигме обусловлен тем, что не всегда получается заставить компьютер работать так, как это делает мозг человека (компьютерная парадигма), как этого хотелось бы. Несмотря на то, что сейчас проводится много исследований на эту тему, остается очень много творческих задач, с которыми ИИ, построенный в рамках компьютерной парадигмы, справиться не может. Чтобы восполнить этот недостаток, в системах ИИ, разрабатываются неклассические парадигмы, которые перекликаются с физикой, биологией, химией. Одна из таких парадигм – голографическая.
  В голографической парадигме ИИ мы исследовали голограммы Фурье. Мы записываем голограмму двух образов, то есть голограмму пары связанных образов. Мы можем получать одну, две, три и больше пар. На экране мы получим в итоге индуцированный образ, в котором серым цветом будет все то, что отличается у разных пар, а общее будет выделено. То есть некий общий образ, а если переносить на язык ИИ, то это уже более общее, чем образ - понятие, сформированное на основе нескольких образов. Здесь идет сравнение не самой голографии и функций мозга, а математики, которая используются в расчетах для голографии, и функций мозга. То есть мы говорим о фундаментальных механизмах работы мозга и голографии, в которой математические принципы позволяют получать тот самый индуцированный образ. Здесь используются обработка образов на алгебре фурье-дуальных операций.
  Исследование, которое я представил на VII Конгресс молодых ученых, является продолжением исследования моего научного руководителя, Александра Владимировича Павлова, доцента кафедры Фотоники и оптоинформатики. В своей работе я разбирался с факторами, которые могут повлиять на эффективность формирования понятия из набора образов, проверял теоретическую формулу оценки эффективности формирования понятия. Конечно, формула не совершенна, она может работать с приближением, поэтому нужно, чтобы было больше примеров для ее отточки. В дальнейшем мне хотелось бы усовершенствовать формулу».
  Мы уверены, что проект «Исследовательские мастерские» будет динамично развиваться, и студенческое сообщество Университета ИТМО будет ежегодно пополняться уже проявившими себя молодыми учёными.
 
2018-05-04
Кафедра Фотоники и оптоинформатики Университета ИТМО объявляет набор в Летнюю школу по Фотонике и оптоинформатике (Summer Camp - 2018).
  Уважаемые школьники, кафедра Фотоники и оптоинформатики Университета ИТМО объявляет очередной набор в Летнюю школу по Фотонике и оптоинформатике (Summer Camp - 2018). Приглашаются школьники 10-х классов, все, кому интересны физика, математика и информатика. Сроки проведения Летней школы: с 13 по 22 июня 2018.
  В ходе работы Летней школы по Фотонике и оптоинформатике опытные педагоги и учёные будут знакомить учащихся с новейшими исследованиями в области квантовой информатики, биомедицины, фемтосекундной оптики, прикладной голографии, а также с другими перспективными направлениями. Занятия будут проходить в формате лекций и мастер-классов, каждому направлению будет соответствовать отдельный день школы. По окончании Летней школы участникам выдаётся свидетельство о прохождении практики. А также, в качестве бонуса, предоставляется возможность начать собственный научно-исследовательский проект под руководством преподавателей и ведущих научных сотрудников кафедры фотоники и оптоинформатики.
  Дата окончания приёма заявок: 6 июня. В заявке необходимо указать ФИО, номер школы, телефон для связи.
 
Контакты:
Андреева Наталья Владимировна (Зам. зав. кафедрой Фотоники и оптоинформатики)
тел.: (812) 323-75-56, +7-911-975-58-48;
E-mail: nvandreeva@corp.ifmo.ru
2018-04-27
Уважаемые, магистранты и выпускники для вас открыта новая вакансия.
 Компания «НИПК «Электрон»
 Вакансия:

Инженер по тестированию программного обеспечения (в группу тестирования алгоритмов)
Подробности: http://phoi.ifmo.ru/index/index/sid/130

НИПК «Электрон» – лидер российского рынка по разработке и производству медицинского диагностического оборудования, комплексных и ИТ-решений для здравоохранения.

Комплекс Изотопной Диагностики «КИД»
2018-04-19
Студент кафедры Фотоники и оптоинформатики Университета ИТМО, Максим Масюков, выиграл престижную стипендию IEEE MTT-S Undergraduate Scholarship-2018.
 
  Студент четвертого курса кафедры Фотоники и оптоинформатики Университета ИТМО Максим Масюков выиграл престижную стипендию IEEE MTT-S Undergraduate Scholarship-2018. Данная стипендия присуждается профессиональной ассоциацией ученых и исследователей IEEE Microwave Theory and Techniques Society. МТТ-S — это самое крупное международное сообщество ученых и представителей научных организаций, которые занимаются исследованиями в области радиочастотного, микроволнового и терагерцевого излучений. Общество создано на базе Института инженеров радиоэлектроники и электротехники (IEEE), объединяет более 10000 членов и имеет 190 отделений по всему миру. Раз в полгода МТТ-S объявляет среди студентов и аспирантов конкурсы на получение различных стипендий. Мероприятия, спонсируемые MTT-S, включают широкий спектр конференций, семинаров, исследований, учебных пособий, технических комитетов, публикаций и программ профессионального образования. По результатам конкурса данную стипендию, размер которой составляет 1500$, могут получить до 10 студентов/аспирантов.
  В 2018 году обладателями стипендии IEEE MTT-S Undergraduate Scholarship стали четыре молодых ученых из США, один из Канады, и один из России.
 По своей сути данная стипендия присуждается на осуществление научного проекта, и чтобы участвовать в конкурсе, необходимо представить свой научный проект, включая все его уже осуществлённые и последующие этапы. Максим Масюков обучается на кафедре Фотоники и оптоинформатики Университета ИТМО по программе «Фемтотехнологии фотоники и оптоинформатики». Он занимается исследованием киральных метаповерхностей в терагерцовом диапазоне частот (материалов, перспективных, в частности, для биомедицинских применений) в лаборатории "Терагерцовой биомедицины". «Мой проект, с которым я непосредственно подавался на стипендию IEEE MTT-S, посвящен исследованию различных свойств киральной метаповерхности, при помощи которой можно задавать начальное состояние поляризации излучения в биомедицинских исследованиях и управлять им. Этот проект в большей степени направлен на изготовление самой метаповерхности и последующее ее исследование при помощи терагерцовой спектроскопии во временной области».
  Хочется особо отметить, что данное достижение Максима имеет огромное значение не только, как очередная победа студента университета ИТМО в престижном международном научном конкурсе. Но не менее важен тот факт, что эта победа продолжила, можно сказать, знаковую традицию получения стипендии IEEE MTT-S студентами из России, обучающимися только в Университете ИТМО и только на кафедре Фотоники и оптоинформатики. А «заложил» эту традицию в 2013 году Алексей Слобожанюк, будучи на тот момент студентом 4-го курса.

 
  «Еще в 2011 году, когда я учился в Университете ИТМО на кафедре Фотоники и оптоинформатики на бакалавриате, на базе лаборатории Метаматериалы было создано студенческое отделение ассоциации IEEE, и я стал председателем этой организации. Тогда мы узнали об уникальных возможностях и грантах, которые предоставляют в Институте инженеров радиоэлектроники и электротехники. Позже, в 2013 году, я выиграл студенческую стипендию от MTT-S. В проекте, который мы представили, было показано, как можно потенциально создавать компактные оптические волноводы на основе топологической фотоники без потерь и отражений сигнала. Это не все могли реализовать, и не все об этом даже знали. Мы же уже сделали эксперимент и показали, как могут работать двумерные топологические изоляторы, у которых топологически защищены не электроны, а электромагнитные волны», — рассказал Алексей Слобожанюк. Как оказалось впоследствии, эта победа дала мощный импульс стремительному развитию научной карьеры Алексея. И в 2016 году он стал лауреатом аналогичной премии, но уже для молодых ученых. Его проект был связан с изучением электромагнитных аналогов топологических изоляторов и устройств на их основе.
  Параллельно с учёбой в магистратуре Университета ИТМО Алексей закончил аспирантуру Австралийского национального университета и получил степень PhD. Сейчас Алексей Слобожанюк, аспирант Университета ИТМО и научный сотрудник международной лаборатории «Прикладная радиофизика», уже известный в мире молодой учёный, автор множества статей в топовых высокорейтинговых журналах (Science, Nature и др.). Так в 2017 году «Optics & Photonics News» - обзорный журнал, который считается очень престижным среди ученых, включил исследование Алексея Слобожанюка, в составе группы учёных Университета ИТМО, в число самых перспективных работ в области оптики и фотоники за 2017 год.

 

  Продолжили традицию в 2015 году магистранты кафедры Фотоники и оптоинформатики Алауди Денисултанов и Мария Боровкова.
  Тема проекта Марии Боровковой – «Определение концентрации воды в биологических тканях с помощью импульсной терагерцовой спектроскопии». Сейчас Мария, аспирантка Университета ИТМО и Университета Оулу, обучается в Финляндии по программе двойного диплома.
  Мария рассказала, чем для неё интересна «фотоника», почему она с таким увлечением занимается этой областью науки, и почему это так важно для неё. «Большинство знает, фотоника – это научная область, в которой изучают прикладные аспекты работы с оптическими сигналами. Для меня фотоника – это, прежде всего, бесчисленное количество применений оптических сигналов в разработке устройств и технологий, которые призваны сделать жизнь человека легче. Биофотоника, которой сегодня я занимаюсь, решает одни из самых актуальных вопросов на планете – проблему диагностики рака, болезни Альцгеймера и многих других. Больше всего меня вдохновляет то, что эта область науки имеет огромный потенциал для применений. Все, что связано со здоровьем человека и животных, всегда очень актуально, и каждый понимает ценность разработок в этой области».
  А тема проекта Алауди Денисултанова – «Разработка генератора терагерцового излучения на основе графена».
  «Проблемой создания генератора терагерцового излучения занимаются во многих профильных университетах, а её актуальность продиктована тем, что на сегодняшний день большинство источников терагерцев представляют собой дорогие, громоздкие устройства, которые требуют специализированного обслуживания. В качестве источников могут выступать фотопроводящие антенны, лампы обратной волны, квантово-каскадные лазеры, нуждающиеся в криогенных температурах для генерации терагерцового излучения. Учеными ранее было замечено, что графен благодаря своим уникальным свойствам способен генерировать терагерцовое излучение. Моя цель — экспериментально получить эту генерацию и усилить ее различными методами а в дальнейшем создать относительно небольшой по размерам, универсальный, подходящий для решения многих задач, терагерцовый источник», - рассказал о своей научной работе Алауди Денисултанов.



   В 2016 году традицию поддержала магистрантка кафедры Фотоники и оптоинформатики Анна Горячук.
  Научная работа Анны Горячук в определённой степени пересекается с работой Марии Боровковой и находится в области исследования возможного применения терагерцовых волн для диагностики раковых заболеваний. «У терагерцовых технологий большой потенциал для прикладного использования благодаря тому, что они не несут разрушительного ионизирующего воздействия. В частности с их помощью можно создать безопасную альтернативу рентгеновским установкам. Терагерцовое излучение сильно поглощается водой, и если говорить о медицине, то это очень полезное свойство. С развитием рака вне зависимости от его типа в опухоли начинает накапливаться жидкость, и раковая область поглощает терагерцовые волны активнее, чем здоровая ткань. Моя работа сейчас основана именно на этом: мы исследуем образцы здоровой ткани и образцы опухоли методом „на отражение“, и разницу видно даже на стадии записи сигнала, без какой-либо дополнительной обработки. Интенсивность сигнала, отраженного от онкологической ткани, значительно ниже, так как она поглощает большую часть излучения», — коротко описала свою научную работу Анна Горячук.
  Таким образом, начиная с 2013 года, уже пять студентов кафедры Фотоники и оптоинформатики, единственные в России, выиграли престижную международную стипендию IEEE MTT-S, а Алексей Слобожанюк – дважды. Мы уверены, что эта традиция будет иметь яркое продолжение, и вскоре мы узнаем о новой восходящей звезде фотоники.
Предыдущая    1    2    3    4    5    6    7    8    Следующая
Design by Anton Alfimov         Powered by MagicTeam