Разработан маршрутизатор для фотонов: он объединит квантовые компьютеры в единую сеть

Инженеры разработали микроволново-оптический квантовый преобразователь, который позволяет управлять сверхпроводящим кубитом исключительно с помощью света. Это открывает путь к созданию распределенных квантовых сетей, совместимых с существующей телекоммуникационной инфраструктурой.

Исследователи из Гарвардской школы инженерии и прикладных наук имени Джона А. Полсона представили устройство, которое они называют «маршрутизатором для фотонов». Это изобретение способно соединить чувствительные к шуму сверхпроводящие квантовые компьютеры с оптическими сетями передачи данных.

Новое устройство предназначено для квантовых вычислительных систем, использующих сверхпроводящие микроволновые кубиты — квантовые аналоги классических битов. Ключевая особенность технологии — способность преодолевать энергетический разрыв между микроволновыми и оптическими фотонами.

Преобразователь размером всего 2 мм (по виду напоминающий скрепку) размещен на чипе длиной около 2 см. Это первое устройство, которое управляет состоянием сверхпроводящего кубита только с помощью света. Оно работает за счет связи микроволнового резонатора с двумя оптическими резонаторами. Благодаря свойствам базового материала — ниобата лития — обеспечивается двусторонний обмен энергией между микроволновыми и оптическими сигналами.

Оптическая микрофотография микроволново-оптического квантового преобразователя. Изображение: Lončar group / Harvard SEAS

Сверхпроводящие кубиты считаются одной из самых перспективных платформ для квантовых вычислений. Они масштабируемы, совместимы с существующими производственными технологиями и способны сохранять квантовую суперпозицию достаточно долго для проведения сложных вычислений. Однако их главный недостаток — необходимость работы при температурах, близких к абсолютному нулю, что требует громоздких и дорогих систем охлаждения.

Масштабирование квантовых компьютеров, которым в будущем потребуется миллионы кубитов, сталкивается с серьезными ограничениями при передаче микроволновых сигналов. Решение, предложенное учеными, заключается в разделении ролей: микроволновые кубиты используются для вычислений, а оптические фотоны — для передачи информации и построения масштабируемых интерфейсов.

Новый преобразователь устраняет необходимость в громоздких микроволновых кабелях для управления кубитами. Более того, такие устройства можно использовать не только для управления, но и для считывания квантового состояния или организации прямых оптических связей между узлами квантовой сети. Это позволит передавать информацию в виде световых пакетов, создавая основу для масштабируемой распределенной квантовой инфраструктуры.


Читать далее:

Ученые в тупике: «Уэбб» засек невозможный свет в галактике

Живые клетки обрабатывают информацию в миллиарды раз быстрее, чем считалось ранее

Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу

Иллюстрация на обложке: designed by Freepik, сведения о лицензии

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Живые башни из червей: посмотрите на «суперорганизм», который нашли в саду
Наука
Имплантат сетчатки из нанопроводов восстановил зрение у мышей
Наука
На российских сайтах хотят запретить авторизацию через почту Google
Новости
ИИ против айтишников: как новые инструменты меняют ИТ-бизнес
Мнения
Оказалось, Apple Watch «обманывают» в подсчете калорий
Новости
Китай впервые проверил квантовую связь QSDC на борту многоразовой ракеты
Наука
В Москве пройдет форум MOSТИМ 2025 — обсудят цифровизацию в строительстве и выберут лучших в BIM
Новости
Россиянам могут заблокировать входящие звонки из-за рубежа
Новости
Страдающее «лицо» появилось на Солнце: ученые фиксируют поток частиц в сторону Земли
Космос
Маск и Трамп начали войну в соцсетях: что произошло и какие будут последствия
Кейсы
В Нижнем Новгороде создали «умный» материал для 3D-печати человеческих тканей
Наука
ИИ против супербактерий: в ИТМО создали платформу для поиска новых лекарств
Новости
Парк промышленных роботов в России вырос на 62% за один год
Новости
Геофизики объяснили загадочное ускорение сейсмических волн в недрах Земли
Наука
Семь российских вузов разделят 4,7 млрд рублей на исследования в области ИИ
Иннополис
Найден способ изучать квантовые состояния, которые десятилетиями не получалось поймать
Наука
Каталог кейсов применения квантовых технологий представили в России
Новости
Ozempic и мужское здоровье: как препарат влияет на либидо и восприятие размера пениса
Наука
Землю 2.0 нашли рядом со звездой, похожей на Солнце
Космос
Рыбу «Судного дня» случайно нашли в на пляже: почему ее опасаются
Наука