Прорив у квантових технологіях. Дослідники створили надтонкий чип для комп’ютерів майбутнього

Оптичний чип товщиною з людську волосину може стати ключем до створення масштабованих квантових комп’ютерів наступного покоління.

Дослідницька команда представила мініатюрний оптичний фазовий модулятор, достатньо потужний, щоб керувати величезною кількістю кубітів у перспективних квантових архітектурах.

Розробка орієнтована на масштабування й виготовляється за технологіями, подібними до тих, що застосовуються у звичайній мікроелектроніці. Під керівництвом Джейка Фрідмана та Мэтта Ейхенфілда, а також дослідників із Національних лабораторій Сандія, команда створила мініатюрний і водночас придатний до масового виробництва пристрій.

Модулятор працює шляхом мікрохвильових коливань, що повторюються мільярди разів на секунду та дозволяють з високою точністю керувати фазою лазерного світла. Така точність необхідна для квантових систем на основі захоплених іонів і нейтральних атомів, де інформація зберігається в окремих атомах, а керування здійснюється лазерними променями з надточними частотними характеристиками.

Основна перевага нового пристрою — різке зниження енергоспоживання. Він потребує приблизно у 80 разів менше мікрохвильової енергії, ніж комерційні аналоги, завдяки чому виділяє значно менше тепла. Це дозволяє розміщувати велику кількість оптичних каналів на одному чипі, що є критично важливим для масштабування квантових машин до сотень тисяч каналів.

Ще одним ключовим досягненням стало використання технології CMOS. За словами Ейхенфілда, це відкриває шлях до виробництва тисяч і навіть мільйонів ідентичних фотонних модуляторів, роблячи оптичну технологію більш доступною та наближеною до власної «транзисторної революції».

Дослідники також працюють над створенням повноцінних інтегрованих фотонних схем, які поєднають генерацію частот, фільтрацію та формування імпульсів на одному чипі. За словами Фрідмана, новий модулятор став одним із останніх елементів, яких бракувало для побудови масштабованої фотонної платформи для керування величезною кількістю кубітів.

Результати роботи опубліковані у журналі Nature Communications.

Источник: techno.nv.ua