НАУЧНЫЙ ОТЧЕТ «Сверхпроводящие и топологические свойства квантовой материи для квантовых вычислений» (проект № К2-2022-025) по теме НИР № В523004: В рамках реализации программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030» и мероприятий направленных на проведение прорывных научных исследований и создание наукоемкой продукции и технологий, наращивание кадрового потенциала сектора исследований и разработок Этап 1 (01.07.2022 – 31.12.2022)

Проект «Сверхпроводящие и топологические свойства квантовой материи для квантовых вычислений» направлен на многоплановые теоретические исследования квантовых коллективных свойств конденсированных сред, в том числе метаматериалов и квантовых цепей на их основе, в различных неоднородных термодинамических фазах и неравновесных состояниях современными методами теоретической физики квантовых полей для систем многих тел (квантовой материи). Задачи проекта включают: построение теории Q-шарового неоднородного состояния ВТСП купратов и новых сверхпроводников; развитие методов оптимального управления для задач создания целевых состояний и генерации заданных квантовых операций в моделях сверхпроводящих кубитов; построение теории термодинамических и спектроскопических особенностей в многоорбитальных железосодержащих сверхпроводниках с сильным спин-орбитальным взаимодействием и вейлевских полуметаллах; исследование квазиклассической и квантовой динамики фотонного конденсата в одномодовом резонаторе, связанном с ансамблем двухуровневых систем, в рамках модели Дике при отсутствии и наличии затухания. Раздел 1 посвящен теоретическому предсказанию экспериментально измеримых проявлений механизма высокотемпературной сверхпроводимости и, в частности, псевдощелевой фазы ВТСП купратов, на основе модели евклидовых Q-шаров. В частности, будут рассчитаны диамагнитные, спектральные и микроструктурные свойства фазы «странного металла» и псевдощелевой фазы ВТСП купратов для сравнения с экспериментом. Раздел 2 посвящен теоретическому анализу токонесущих топологических состояний в вейлевском полуметалле и расчету измеримых следствий для экспериментальной верификации теории. В разделе 3 описывается теоретическое изучение локальных и глобальных методов оптимального управления кубитами для задач создания целевых состояний и генерации заданных одно- и двухкубитных квантовых операций в моделях сверхпроводящих кубитов, включая градиентные и эволюционные алгоритмы.