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:

Новый жутковатый инструмент Microsoft оценивает работников, следя за 73 параметрами на рабочем месте 29 ноября 2020

В этом месяце Microsoft представила новый инструмент «Оценка продуктивности» (Productivity Score), который в игровой форме позволяет руководителям отслеживать, как их сотрудники используют набор инструментов Microsoft. Для кого-то это звучит как оживший оруэлловский кошмар о Большом Брате и тотальной слежке, и среди таковых есть эксперты по конфиденциальности — они критикуют компанию за то, что она делает нормальной слежку на рабочем месте.

Житель Кении очнулся в морге при подготовке к бальзамированию 29 ноября 2020

В больнице говорят, что родственники не дали им проверить состояние мужчины и отправили его в морг. А там оказалось, что мужчина жив.

В Польше два украинских студента получили ножевые ранения 28 ноября 2020

Один из студентов был найден в квартире без сознания, а другого с множественными ножевыми ранениями нашли перед домом.

 

Вас могут заинтересовать эти отзывы

Babyphotostars 5.0
Babyphotostars

Отзывов: 1

Каталог отзывов





×

Выберите область поиска

  • Авто
  • Одежда / аксессуары
  • Работодатели
  • Другое