English


HLAVNÍ STRANAVýzkumná zaměřeníGranty a projektySeznam publikacíSpolupráce

Ukončené granty a projekty

 

Spolehlivé vysoce nelineární optické kvantové zpracování informace

  Název projektu: Spolehlivé vysoce nelineární optické kvantové zpracování informace  
Typ projektu: GAČR standardní grant
Řešitel: doc. Mgr. Radim Filip, Ph.D.
Doba řešení projektu: 2012-2014
Poskytovatel dotace: GAČR
Kód projektu: P205/12/0577
Celková výše dotace: 5 507 tis. Kč
   
Anotace projektu:  
 Budoucnost kvantové optiky a optického zpracování kvantové informace je kriticky podmíněna vývojem nelineárních kvantových operací na volně se šířícím světelném svazku. Základní nelineární optické kvantové operace nejnižšího řádu navržené naším týmem se již staly součástí experimentálních nástrojů, proto náš první cíl je nalézt jejich další aplikace v kvantové komunikaci, kvantové metrologii a kvantovém počítání. V nedávné době jsme navrhli první příklady podmíněných vysoce nelineárních kvantových operací (bezšumové zesílení), které po experimentálních testech překročily limity operací s nelinearitou nižšího řádu. Plánujeme zkoumat tuto oblast a navrhnout nové proveditelné podmíněné nelineární optické kvantové operace orientované na základní aplikace. Dalším cílem je překonat omezení plynoucí z pravděpodobnostní povahy podmíněných operací návrhem proveditelné vysoce nelineární deterministické kvantové operace a zkoumat její potenciál. Teoretický výzkum bude probíhat v dlouhodobé etablované spolupráci s mezinárodními experimentálními týmy testujícími navržené operace.

 

Komplexní kvantové korelace a jejich aplikace

  Název projektu: Komplexní kvantové korelace a jejich aplikace  
Typ projektu: GAČR standardní grant
Řešitel: Mgr. Ladislav Mišta, Ph.D.
Doba řešení projektu: 2012-2014
Poskytovatel dotace: GAČR
Kód projektu: P205/12/0694
Celková výše dotace: 5 138 tis. Kč
   
Anotace projektu:  
Korelace mezi kvantovými systémy, které nemají klasickou analogii, hrají rozhodující roli při aplikacích kvantové mechaniky. Tyto korelace, obecně nazývané jako neklasické korelace, zodpovdajíza teleportaci nebo kvantovou distribuci klíče. Použitím metod gaussovské teorie kvantové provázanosti budeme analyzovat neklasické korelace gaussovských stavů. Naším cílem je odhalit strukturu korelací v nedestilovatelném stavu a v související nedestilovatelné informaci. Stejnou strategii uplatníme na identifikaci neklasických korelací umožňujících činnost kvantového rozhraní mezi látkou a světlem a korelací, které jsou zodpovědné za bezpečnost kvantové distribuce klíče se spojitými proměnnými. Budeme studovat také negaussovské neklasické korelace pro jednoduchou třídu testovacích stavů a zkonstruujeme příklad negaussovského nedestilovatelného stavu. Podobně budeme analyzovat možnosti využítí gaussovských neklasických korelací pro provedení negaussovské operace na látce a negaussovskou kvantovou distribuci klíče.

 

Inovace výuky optiky se zaměřením na získání experimentálních dovedností

  Název projektu: Inovace výuky optiky se zaměřením na získání experimentálních dovednostíní  
Typ projektu: OP VK Registrační číslo: CZ.1.07/2.2.00/28.0157
Řešitel: RNDr. Jaroslav Wagner, Ph.D.
Doba řešení projektu: 2011-2014
Poskytovatel dotace: Evropský sociální fond
Kód projektu: CZ.1.07/2.2.00/28.0157
Celková výše dotace: 16 000 tis. Kč
Webové stránky projektu: http://muj.optol.cz/pluhacek/ESFJW/
   
Anotace projektu:  
Projekt s názvem Inovace výuky optiky se zaměřením na získání experimentálních dovedností je řešen v rámci Operačního prorojektu Vzdělávání pro konkurenceschopnost. Cílem projektu, který nese zkrácený název Experiment v optice je inovace studia optiky s důrazem na rozvoj experimentálních dovedností. Inovace je uskutečněna vzájemnou spoluprací PřF a LF. Řešení cílů projektu se zúčastní i firma Pramacom-HT a Meopta Přerov a.s. V klíčových aktivitách projektu je kladen důraz na získání experimentálních dovedností reflektující současnou potřebu při uplatnění absolventů v praxi. Inovace je zaměřena na obory
  • Přístrojová optika,
  • Optika optoelektronika,
  • Obecná a matematická fyzika
  • Optometrie
Součástí je nezbytná úprava teoretické výuky s přímou návazností na experimentální výuku s tvorbou nových úloh pro cvičení a praktika. Pro inovované předměty jsou postupně vypracovávány studijní materiály ve formě prezentací, návodů k praktickým cvičením a nové praktické úlohy. Projekt podporuje spolupráci PřF a LF UP, kdy budou posíleny stávající formy spolupráce na výuce výzkumu a vývoji v oblasti optiky. Zapojení externích firem do výuky umožňuje cílovou skupinu studentů připravit pro efektivnější zapojení do praxe.

 

Měřením indukované kvantové zpracování informace se spojitými proměnnými

  Název projektu: Měřením indukované kvantové zpracování informace se spojitými proměnnými  
Typ projektu: KONTAKT
Řešitel: doc. Mgr. Radim Filip, Ph.D.
Doba řešení projektu: 2010-2011
Poskytovatel dotace: MŠMT
Kód projektu: ME10156
Celková výše dotace: 1170 tis. Kč
   
Anotace projektu:  
Cílem projektu je návrh a experimentální test principiálně nových kvantových metod přenosu a manipulace informace založených na principu kvantového smazávání se spojitými proměnnými.

 

Detekce kvantově negaussovských vlastností světla

  Název projektu: Detekce kvantově negaussovských vlastností světla  
Typ projektu: KONTAKT II
Řešitel: Mgr. Petr Marek, Ph.D.
Doba řešení projektu: 2013-2014
Poskytovatel dotace: MŠMT
Kód projektu: LH13248
Celková výše dotace: 1 255 tis. Kč
   
Anotace projektu:  
Cílem projektu je vyvinout nová experimentálně aplikovatelná kritéria, která budou schopna efektivně potvrdit kvantově negaussovské vlastností kvantových stavů a kvantových operací. Ve spolupráci s Japonským partnerem pak tato kritéria aplikovat na stavy a operace realizované za pomoci Gaussovských operací a odečítání jednotlivých fotonů.

 

Měření a informace v optice

  Název projektu: Měření a informace v optice  
Typ projektu: Výzkumný záměr
Řešitel: prof. RNDr. Zdeněk Hradil, CSc.
Doba řešení projektu: 2005-2011
Poskytovatel dotace: MŠMT
Kód projektu: MSM6198959213
Celková výše dotace: 92 932 tis. Kč
Výroční zprávy projektu: 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011
   
Anotace projektu:  
Výzkumný záměr zastřešuje všechny vědecké aktivity katedry optiky. Věnuje se širokému spektru problémů moderní optiky, které jsou spojeny se světlem jako nosičem informace. Hlavní pozornost je věnována návrhům a experimentální realizaci nových kvantových komunikačních a informačních protokolů, jak s velmi slabými fotonovými signály, tak také se silnými koherentními optickými svazky, rozvoji metod redukce šumu při přenosu a uchování informace a rozvoji teoretických a experimentálních metod detekce a rekonstrukce klasických a kvantových optických signálů. Zvláštní pozornost je také věnována interferenčním efektům a šumům při šíření optických polí, zvláště pak nedifrakčnímu šíření, světelným vírům, přenosu informace pomocí momentu hybnosti laserového záření a klasickým aspektům zpracování informace při koherentním i nekoherentním zobrazení.

 

Centrum moderní optiky

  Název projektu: Centrum moderní optiky  
Typ projektu: Centrum základního výzkumu
Řešitel: doc. Mgr. Jaromír Fiurášek, Ph.D.
Doba řešení projektu: 1.3. 2006-31.12. 2010
Poskytovatel dotace: MŠMT
Kód projektu: LC06007
Celková výše dotace: 22 513 tis. Kč
Popis řešení projektu: 2006, 2007, 2008, 2009, 2010,2011
Rada Centra moderní optiky: Složení, Statut, Zápis z jednání č.: 1,2,3,4
Průběžné oponentní jednání:
Posudek č. 1, Posudek č. 2, Zápis
Anotace projektu:  
Centrum moderní optiky sdružuje dvě významná česká optická pracoviště: katedru optiky Univerzity Palackého v Olomouci a Ústav přístrojové techniky AV ČR v Brně. Centrum si klade za cíl sblížit tyto řešitelské týmy a podpořit jejich komplementární experimentální i teoretickou výzkumnou činnost v prioritních oblastech moderní optiky, jako je využití kvantových i klasických principů k navržení nových metod optického zpracování a přenosu informace, optické mikromanipulace a nanometrologie. Centrum umožní dále rozšířit výzkumné aktivity pracovišť po materiální i personální stránce a ještě více se přiblížit úrovni předních evropských pracovišť.

 

Computing with Mesoscopic Photonic and Atomic States (COMPAS)

  Název projektu: Computing with Mesoscopic Photonic and Atomic States  
Typ projektu: 7. Rámcový program EU
Řešitel: doc. Mgr. Jaromír Fiurášek, Ph.D.
Doba řešení projektu: 1.4.2008-31.3.2011
Poskytovatel dotace: Evropská komise, MŠMT
Kód projektu: 212008, 7E08028
Celková výše dotace: 168 tis. EUR
   
Anotace projektu:  
The present project aims at carrying out exploratory research on mesoscopic continuous-variable (CV) quantum information systems, with the ambitious ultimate objective of designing the first small-scale quantum processor using this CV toolbox. In an interplay between theory and experimental research, the consortium will investigate the hitherto unexplored potential of CV quantum computing and will address all necessary steps on the way to mesoscopic CV processors. This includes the engineering of non-Gaussian operations on photonic and atomic states exploiting the measurement-induced or actual nonlinearities between light and atoms, CV quantum computing with Schrodinger cat-like states or cluster states, CV entanglement distillation, error correction, and quantum repeaters. It is anticipated that the present project will have a strong impact on the future of ICT-related technologies.

 

Měřením indukované nelinearity vyššího řádu pro kvantově optické systémy

  Název projektu: Měřením indukované nelinearity vyššího řádu pro kvantově optické systémy  
Typ projektu: GAČR postdoktorandský grant
Řešitel: Mgr. Petr Marek, Ph.D.
Doba řešení projektu: 2010-2012
Poskytovatel dotace: GAČR
Kód projektu: GPP205/10/P319
Celková výše dotace: 1 341 tis. Kč
   
Anotace projektu:  
Gaussovské stavy a Gaussovské operace si v rámci teorie kvantové informace se spojitými proměnnými drží přední místo hlavně díky jednoduchosti a eleganci, se kterou s nimi lze pracovat v rámci teorie i praxe. Nicméně, cenou za toto jsou omezení, které jenutné brát v potaz. Ku příkladu, přestože Gaussovské stavy lze použít při kvantové kryptografii, jiné aplikace, jako třeba destilace kvantové provázanosti nebo kvantové počítače, již vyžadují negaussovost. Ta se objevuje při užití nelineárních procesů vyššího než druhého řádu, např. Kerrův jev, ale v současných experimentálních podmínkách je obtížné tyto procesy implementovat s dostatečnou kvalitou. Naším cílem je najít způsoby jak vygenerovat a manipulovat nelinearity vyššího řádu ne přímo, ale s pomocí negaussovských měření a pomocných externích negaussovských stavů.

 

Vysílání kvantového klíče se spojitými proměnnými

  Název projektu: Vysílání kvantového klíče se spojitými proměnnými  
Typ projektu: GAČR postdoktorandský grant
Řešitel: Vladyslav Usenko, Ph.D.
Doba řešení projektu: 2010-2012
Poskytovatel dotace: GAČR
Kód projektu: GPP205/10/P321
Celková výše dotace: 1 613 tis. Kč
   
Anotace projektu:  
Cílem kvantové kryptografie je vývoj metod kvantové distribuce klíče (QKD) mezi dvěmi uživateli, kteří potřebují tajnou komunikaci. Existující QKD protokoly předpokládají přímou kvantově optickou komunikaci mezi dvěmi důvěryhodnými stranami. Cílem projektu je návrh principiálně nových metod kvantové distribuce klíče, založených na vysílání kvantového optického signálu tak, že libovolní dva vzdálení (a potenciálně mobilní) uživatelé mohou získat tajný klíč detekcí vyslaného kvantového signálu bez potřeby generovat kvantové stavy. S využitím již dosažených výsledků a získaných znalostí, bude navržen způsob jak prostorově vysílat kvantově optické stavy a efektivně je detekovat se započtením realistických ztrát a šumu. Pomocí teoretických metod kvantové informace, bude zkoumána bezpečnost navržených protokolů a bude proveden návrh jejich experimentálního ověření. Výsledky tohoto projektu přispějí do oblasti kvantově optické komunikace.

 

Kvantově-optické experimenty s elektronickou zpětnou vazbou zaměřené na kvantové zpracování informace

  Název projektu: Kvantově-optické experimenty s elektronickou zpětnou vazbou zaměřené na kvantové zpracování informace  
Typ projektu: GAČR standardní projekt
Řešitel: prof. RNDr. Miloslav Dušek, Dr.
Doba řešení projektu: 2009-2011
Poskytovatel dotace: GAČR
Kód projektu: GA202/09/0747
Celková výše dotace: 1802 tis. Kč
   
Anotace projektu:  
Kvantová optika představuje vhodnou platformu pro realizaci protokolů z oblasti kvantového zpracování informace. Jednotlivé fotony jsou ideálními nosiči kvantové informace, protože jejich dekoherence vlivem prostředí je minimální a navíc s nimi můžeme snadno manipulovat. V projektu se zaměříme na implementace protokolů, které využívají korelovaných párů fotonů, vláknové optiky a post-selekčního měření pomocí jednofotonových detektorů. Hlavním cílem je konstrukce elektronické zpětné vazby, pomocí níž bude možné aktivně měnit stav jednoho fotonu v závislosti na výsledcích předchozího měření na jiném fotonu. Toho lze využít pro mnoho účelů, jako je například rapidní zvýšení pravděpodobnosti úspěchu některých operací nebo pro korekci stavu, který byl porušen tím, že jsme o něm získali částečnou informaci.

 

Multispektrální systémy pro syntézu obrazu viditelné a termovizní části spektra

  Název projektu: Multispektrální systémy pro syntézu obrazu viditelné a termovizní části spektra  
Typ projektu: FR - TIP
Příjemce: PRAMACOM-HT, spol. s r.o.
Řešitel za UP: doc. Mgr. Jaroslav Řeháček, Ph.D.
Doba řešení projektu: 2009-2012
Poskytovatel dotace: MPO
Kód projektu: FR-TI1/364
Celková výše dotace: 19 149 tis. Kč
   
Anotace projektu:  
Obrazová informace ve viditelné části spektra neobsahuje podstané informace, které obsahuje obrazová informace v termovizním spektrálním pásmu. Vhodné spojení těchto informaci v jeden celek v mnohých případech přinese nový pohled. Vlastní syntéza musí být provedena tak, aby žádný z obrazů nezrušil informace z druhého obrazu. Projekt si klade za cíl fyzikálně a matematicky popsat tuto problematiku, převést ji do aplikovatelných algoritmů, vytvořit software, zkonstruovat jeden velký ověřovací laboratorní vzorek pro syntézu až tří spektrálních pásem. A vyvinout jeden konkrétní funkční vzorek se syntézou obrazu ve dvou spektrálních pásmech vhodný pro automobily.

Elekro-optická kontrola kvantového šumu světla

  Název projektu: Elektro-optická kontrola kvantového šumu světla  
Typ projektu: GAČR standardní projekt
Řešitel: doc. Mgr. Radim Filip, Ph.D.
Doba řešení projektu: 2008-2010
Poskytovatel dotace: GAČR
Kód projektu: GA202/08/0224
Celková výše dotace: 1 554 tis. Kč
   
Anotace projektu:  
Kvantový šum je nedílnou složkou světa jednotlivých fotonů a kvantových spojitých optických signálů. Kvantová optika je rychle se rozvíjející disciplína studující fundamentální aspekty kvantového šumu světla. Zkoumání elektro-optické (EO) kontroly kvantového šumu je hlavním programem tohoto projektu. EO kontrola využívá částečného měření optického signálu, elektronické zpětné či dopředné vazby a korekce optického signálu pomocí elektro-optického modulátoru. Využívajíce našich předcházejících výsledků a znalostí na tomto poli, budeme teoreticky studovat chování kvantového šumu v systémech s EO kontrolou, následně navrhovat nové experimentálně proveditelné metody kontroly a redukce kvantového šumu a spolupracovat na experimentálních demonstracích těchto návrhů. Konkrétně bude výzkum zaměřen na čtyři aktuální témata: (1) EO kontrola v kvantových pamětech, (2) nelinearity vyššího řádu indukovaná měřením, (3) smazávání kvantového šumu pomocí EO kontroly, (4) EO generace vysoce neklasických stavů světla.

Kvantová komunikace se spojitými proměnnými skrz šumové kanály

  Název projektu: Kvantová komunikace se spojitými proměnnými skrz šumové kanály  
Typ projektu: GAČR bilaterální projekt
Řešitel: doc. Mgr. Radim Filip, Ph.D.
Doba řešení projektu: 2007-2010
Poskytovatel dotace: GAČR
Kód projektu: GC202/07/J040
Celková výše dotace: 1 733 tis. Kč
   
Anotace projektu:  
Kvantová komunikace je založena na fyzikálních zákonech kvantové mechaniky. Ta poskytuje nový koncept informační teorie, která již není nezávislá na dané fyzikální implementaci. Jedním z výsledků je fundamentálně nový mód přenosu informace: nepodmíněně bezpečná komunikace. Bezpečné koherentní komunikační systémy založené na homodyní detekci jsou realizovatelné s nízkými ztrátami již se současnou kvantovou technologií. Pro bezpečný přenos informace na velké vzdálenosti může být využita téměř bezztrátováa bezšumová optická komunikace mezi satelity. Avšak nejprve každá pozemská stanice musí komunikovat se satelitem volným prostorem skrz atmosféru vykazující širokou škálu škodlivých efektů produkujících šum a chyby v přenášených koherentních a entanglovaných stavech. Takové šumové kanály mohou plnit svou funkci pouze v kombinaci s účinnou korekcí chyb. V tomto projektu chceme vyvinout technologii kvantové opravy chyb pro koherentní kvantové komunikace umožňující věrný přenos kvantových stavů.

 

Vývoj globální sítě pro bezpečnou komunikaci na bázi kvantové kryptografie (SECOQC)

Název projektu: Vývoj globální sítě pro bezpečnou komunikaci na bázi kvantové kryptografie (SECOQC)
Typ projektu: 6. rámcový program EU
Řešitel: prof. RNDr. Miloslav Dušek, Dr.
Doba řešení projektu: 2004-2008
Poskytovatel dotace: EU
Kód projektu: IST-2002-506813
Celková výše dotace:  
   
Anotace projektu:  

The vision of SECOQC is to provide European citizens, companies and institutions with a tool that allows facing the threats of future interception technologies, thus creating significant advantages for European economy.
SECOQC will provide the basis for long-range high security communication in a network regime that combines the entirely novel technology of quantum key distribution with solutions from classical computer science, network design and cryptography.
The project SECOQC aims at evolving quantum cryptography into an instrument that can be operated in an economic environment. The scientific and technological work carried out during the last decade has created a stable foundation for the realisation of the project but there are still essential tasks to be pursued and research issues to be solved.

 

Systémy pro generaci nedifrakčních svazků a přenos mechanických účinků světla

Název projektu: Systémy pro generaci nedifrakčních svazků a přenos mechanických účinků světla
Typ projektu: Projekt TANDEM
Řešitel: prof. RNDr. Zdeněk Bouchal, Dr.
Doba řešení projektu: 2005-2008
Poskytovatel dotace: MPO
Kód projektu: FT-TA2/059
Celková výše dotace:  
   
Anotace projektu:  
Přenos výsledků základního výzkumu zaměřeného na nestandardní laserové svazky do aplikačně orientovaného výzkumu a vývoj funkčních vzorků přístroje, který umožní manipulaci elektricky neutrálních částic. Přístroj je založen na prostorové modulaci laserových svazků a umožňuje vytváření vícenásobných optických pastí a současnou manipulaci mnoha částic.

 

Charakterizace a využití prostorových stupňů volnosti světla

Název projektu: Charakterizace a využití prostorových stupňů volnosti světla
Typ projektu: GA standardní projekt
Řešitel: doc. Mgr. Jaroslav Řeháček, Ph.D.
Doba řešení projektu: 2006-2008
Poskytovatel dotace: GAČR
Kód projektu: GA202/06/0307
Celková výše dotace: 1827 tis. Kč
   
Anotace projektu:  
Prostorové stupně volnosti světla budou využity pro účely klasických a kvantových komunikací a zpracování informace. Optické svazky vykazující fázové singularity, takzvané optické víry, budou přizpůsobeny pro kódování, přenos a dekódování informace pomocí tvarování svazků. Teoreticky a experimentálně bude studována možnost komunikace volným prostorem založená na bezdifrakčních svazcích. Budou navrženy optimální metody pro charakterizaci prostorových vlastností světla a analyzována informace nesená vírovými svazky. Superpozice vírů bude využita pro teoretickou analýzu a experimentální realizaci vícedimenzionálních kvantových stavů orbitálního úhlového momentu fotonu. Výsledky projektu budou mít aplikace v oblastech optického zpracování informace, přípravy speciálních stavů světla, kódování a přenos informace, metrologie, komunikace volným prostorem, kvantových rekonstrukcí a kvantové informace.

 

Redukce dekoherence při kvantovém přenosu a zpracování informace

Název projektu: Redukce dekoherence při kvantovém přenosu a zpracování informace
Typ projektu: GAČR postdoktorandský projekt
Řešitel: doc. Mgr. Radim Filip, Ph.D.
Doba řešení projektu: 2003-2006
Poskytovatel dotace: GAČR
Kód projektu: GP202/03/D239
Celková výše dotace: 500 tis. Kč
   
Anotace projektu:  
Kvantová komunikace a kvantové zpracování informace jsou nové dynamicky se rozvíjející části kvantové teorie, která má již řadu experimentálních implementací, především v oblasti kvantové optiky. Kvantové entanglované stavy jsou základem tohoto nového pole výzkumu a jejich použitím je možné implementovat řadu nových komunikačních protokolů, např. kvantovou teleportaci, husté kódování nebo kvantovou kryptografii, a to jak pro jednotlivé fotony tak i pro koherentní optická pole. Klíčovým problémem při implementaci kvantových komunikačních protokolů je redukce vlivu kvantové dekoherence při přenosu entanglementu a při zpracování kvantové informace. Hlavním předmětem výzkumu v navrhovaném projektu je právě studium dekoherence v kvantových komunikačních protokolech a návrh nových metod její redukce v koherentních kvantových optických komunikacích, kvantových pamětech a v složitých kvantových komunikačních sítích, účinné měření dekoherence a návrh metod hybridního zpracování kvantové informace.

 

Katedra optiky

Přírodovědecká fakulta
Univerzita Palackého

17. listopadu 12
77146 Olomouc

tel: +420 585 634 253
fax: +420 585 634 002
e-mail : kaspirova(a)optics.upol.cz

Fakturační adresa

Přírodovědecká fakulta
Univerzita Palackého

tř. 17. listopadu 12
77146 Olomouc

IČ :61989592
DIČ :CZ61989592
e-mail : kaspirova(a)optics.upol.cz