Оптический чип толщиной с человеческий волос может стать ключом к созданию масштабируемых квантовых компьютеров следующего поколения.
Исследовательская команда представила миниатюрный оптический фазовый модулятор, достаточно мощный, чтобы управлять огромным количеством кубитов в перспективных квантовых архитектурах.
Читайте также:
С высокой скоростью. В США создали сверхтонкий мозговой чип с более 65 тысячами электродов для обмена сигналами Разработка ориентирована на масштабирование и изготавливается по технологиям, подобным тем, что применяются в обычной микроэлектронике. Под руководством Джейка Фридмана и Мэтта Эйхенфилда, а также исследователей из Национальных лабораторий Сандия, команда создала миниатюрное и в то же время пригодное к массовому производству устройство.
Модулятор работает за счет микроволновых колебаний, повторяющихся миллиарды раз в секунду и позволяющих с высокой точностью управлять фазой лазерного света. Такая точность необходима для квантовых систем на основе захваченных ионов и нейтральных атомов, где информация хранится в отдельных атомах,
а управление осуществляется лазерными лучами со сверхточными частотными характеристиками.
Основное преимущество нового устройства — резкое снижение энергопотребления. Оно требует примерно в 80 раз меньше микроволновой энергии, чем коммерческие аналоги, благодаря чему выделяет значительно меньше тепла. Это позволяет размещать большое количество оптических каналов на одном чипе, что является критически важным для масштабирования квантовых машин до сотен тысяч каналов.
Еще одним ключевым достижением стало использование технологии CMOS. По словам Эйхенфилда, это открывает путь к производству тысяч и даже миллионов идентичных фотонных модуляторов, делая оптическую технологию более доступной и приближенной к собственной «транзисторной революции».
Исследователи также работают над созданием полноценных интегрированных фотонных схем, которые объединят генерацию частот, фильтрацию и формирование импульсов на одном чипе. По словам Фридмана, новый модулятор стал одним из последних элементов, которых не хватало для построения масштабируемой фотонной платформы для управления огромным количеством кубитов.
Результаты работы опубликованыв журнале Nature Communications
Читайте также:
Быстрее и экономичнее цифровых. Ученые создали первый в мире компьютерный чип, работающий от микроволн
