Учёные из Цюриха создали компактный оптический квантовый переключатель

25 октября 2020

Квантовые компьютеры на основе лазеров с кубитами в виде пойманных в ловушки ионов интересны, но очень громоздки. Лазерный луч преодолевает многометровые дистанции по целой системе зеркал, линз и прочего оборудования, прежде чем попасть в пару запутанных ионов. Масштабировать такие системы до сотен и тысяч кубитов — та ещё забота. Особенно если учесть, что ловушки (кубиты) охлаждаются почти до абсолютного нуля. Но решение проблемы есть, и оно испытано.

Ионная ловушка со встроенными оптическими волноводами. Источник изображения: K. Metha / ETH Zurich

Ионная ловушка со встроенными оптическими волноводами. Источник изображения: K. Metha / ETH Zurich

Ещё несколько лет назад группа исследователей из MIT предложила направлять на кубиты лазерный луч не по воздуху (как в примере на фото ниже), а по волноводам внутри чипа с ионной ловушкой. Это предложение недавно реализовано группой учёных их Высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich). Исследователи разработали, создали и испытали фактически оптический квантовый переключатель, который может проложить путь к масштабируемым квантовым компьютерам общего назначения.

«Типичный» квантовый компьютер на линейных оптических элементах (Quantum Optics Lab Olomouc)

«Типичный» квантовый компьютер на линейных оптических элементах (Quantum Optics Lab Olomouc)

С помощью классического техпроцесса был изготовлен кремниевый чип с волноводами толщиной 100 нм. На картинке можно увидеть схематическое изображение чипа в том месте, где лазерный луч вырывается на волю — выходит из оконечности волновода внутри чипа и ударяет в пару запутанных ионов. Ионы, в свою очередь, улавливаются двумя электродами — каждый своим, а вместе они в такой системе находятся в запутанном состоянии.

Изображение ионной ловушки с волноводами внутри. Источник изображения: Chiara Decaroli / ETH Zurich

Изображение ионной ловушки в разрезе с волноводами внутри. Источник изображения: Chiara Decaroli / ETH Zurich

«Интегрируя крошечные волноводы в микросхемы, содержащие электроды для захвата ионов, мы можем направлять свет непосредственно на эти ионы. Таким образом, вибрации криостата или других частей устройства вызывают гораздо меньше помех».

Лазерный луч выходит изнутри чипа, а не снаружи, как раньше. Истчоник изображения: Chiara Decaroli / ETH Zurich

Лазерный луч выходит изнутри чипа, а не снаружи, как раньше. Источник изображения: Chiara Decaroli / ETH Zurich

В предложенном решении волноводы можно развести для управления многими ловушками, расположенными очень плотно. Это упрощает оптическую систему и защищает её от помех и ошибок. В производстве подобные ловушки будут очень дёшевы, но главное, что подобные решения помогут значительно и без затрат увеличить количество кубитов в составе оптических квантовых компьютеров.

3dnews

Хочешь узнать больше - читай отзывы

← Вернуться на предыдущую страницу

Читайте также:

Оля Полякова зізналася, чи готова стати бабусею, і якою бачить себе у новому статусі 19 января 2026

"Це не про мене": Оля Полякова зізналася, чи готова стати бабусею, і якою бачить себе у новому статусі Співачка підкреслила, що не планує змінювати спосіб життя

Мозгова долучилася до вірусного тренду милим фото меншої донечки 10-річної давнини 18 января 2026

Продюсерка Олена Мозгова також долучилася до тренду показати, яким був її 2016-й рік. 

Threads обігнала колишній Twitter за кількістю користувачів — вона досягла 320 млн користувачів 18 января 2026

Станом на січень 2026 року аудиторія платформи Threads від Meta досягла 320 млн активних користувачів, що відповідає зростанню більш ніж на 30 млн з грудня 2025 року. Це свідчить про сильну динаміку розвитку соцмережі, особливо на фоні проблем X з намаганнями утримати аудиторію.

 

Вас могут заинтересовать эти отзывы

Реал Буд груп 5.0
Реал Буд груп

Отзывов: 1

Каталог отзывов





×

Выберите область поиска

  • Авто
  • Одяг / аксесуари
  • Роботодавці
  • Інше