Объявлены результаты ежегодного конкурса на соискание премии Правительства Москвы молодым ученым. Среди победителей — научный сотрудник Центра НТИ «Квантовые коммуникации» НИТУ «МИСиС» Роман Шаховой, а также инженеры лаборатории «Перспективные энергоэффективные материалы» Эржена Занаева и Андрей Базлов.
Премия Правительства Москвы каждый год вручается молодым исследователям столицы за выдающиеся результаты фундаментальных и прикладных исследований в области естественных, технических и гуманитарных наук, а также за разработку новых технологий для реального сектора экономики и социальной сферы города. Ученые НИТУ «МИСиС», начиная с 2016 года, ежегодно становятся победителями конкурса.
По итогам 2021 года, победителями конкурса стали: научный сотрудник Центра НТИ «Квантовые коммуникации» НИТУ «МИСиС» Роман Шаховой за разработку оптического генератора случайных чисел и развитие методов извлечения квантового шума из интерференции лазерных импульсов. Инженеры лаборатории «Перспективные энергоэффективные материалы» Занаева Эржена и Андрей Базлов, которые представили проект «Аморфные и нанокристаллические материалы с высокой магнитной индукцией и низкими потерями энергии».
Случайные числа являются неотъемлемой составляющей современных криптографических систем, включающих мобильную связь, безналичные платежи, электронную почту, интернет-банкинг и другие. Во всех этих приложениях необходим доступ к большому числу случайных бинарных последовательностей, для получения которых используются различные генераторы случайных чисел (ГСЧ).
Особое место среди ГСЧ занимают так называемые квантовые генераторы, основанные на оцифровке шумов из квантового источника. Они могут быть использованы в любых криптографических приложениях, даже в таких, к которым предъявляются повышенные требования секретности (например, в банковской или военной сфере).
«Мною был подробно исследован способ генерации случайных последовательностей, основанный на интерференции лазерных импульсов со случайной фазой. Кроме того, был разработан протокол извлечения квантового шума из интерференции лазерных импульсов и написан набор алгоритмов для обработки случайных сигналов, получаемых в результате оцифровки лазерных импульсов; общие результаты интеллектуальной деятельности были сформулированы в виде патентов на изобретение № 2721585 «Устойчивый к атакам квантовый генератор случайных чисел на интерференции лазерных импульсов со случайной фазой и способ его применения» и № 2758889 «Высокоскоростной квантовый генератор случайных чисел на интерференции лазерных импульсов с использованием многоканального аналого-цифрового преобразователя и способ формирования случайной числовой последовательности с его помощью», — рассказал Роман Шаховой.
По словам разработчика, целями дальнейшего исследования станут увеличение скорости генерации случайных битов, уменьшение габаритов устройства и снижение стоимости конечного продукта.
До конца 2022 года он планирует создание нового прототипа устройства квантового генератора случайных числе на переключении поляризации излучения в лазере с вертикальным резонатором. Устройство такого типа потенциально может быть чрезвычайно компактным, размером с мини- видеокарту или даже флэшку. Также в планах у Романа исследования по созданию генератора в интегрально-оптическом исполнении, что позволит сделать его в виде микрочипа.
Разработка Эржены Занаевой и Андрея Базлов относится к области металлургии, в частности к аморфным и магнитомягким сплавам на основе железа. Они получаются в виде тонкой — около 20 микрометров — ленты методом литья расплава и его скоростной закалкой.
«Оптимизация составов и подбор дополнительных легирующих элементов позволили получить составы сплавов системы Fe-Si-B-P-Mo-Cu, имеющих высокую стеклообразующую способность. Максимальная толщина аморфной ленты превышает 30 микрометров, что является достаточным для внедрения в промышленное производство», — рассказала инженер лаборатории «Перспективные энергоэффективные материалы» НИТУ «МИСиС» Эржена Занаева. — Обоснованный выбор режимов термической обработки разработанных сплавов позволил получить экстремально низкие значения коэрцитивной силы (менее 5 А/м), высокие значения магнитной проницаемости (более 18000), одновременно с высокими значениями магнитной индукции насыщения (до 1,8 T). В результате были разработаны две группы сплавов — одна с аморфной структурой, вторая — с нанокристаллической".