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
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)
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 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. 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.
Хочешь узнать больше - читай отзывы
← Вернуться на предыдущую страницу
На Київщині чоловік під час побутової сварки зарізав гостя 18 января 2026
На Київщині чоловік під час побутової сварки зарізав гостя. Подробиці справи та фото Підозрюваному загрожує до 15 років позбавлення волі
Поліція перевірить заяви ексдружини Льовочкіна про домашнє насильство – відкрито провадження 18 января 2026
Правоохоронці відкрили кримінальне провадження за заявою колишньої цивільної дружини нардепа від забороненої партії ОПЗЖ Сергія Льовочкіна Зінаїди Кубар (Ліхачової) щодо домашнього насильства.
В Ірані на тлі затишшя духовенство закликає до страт – ЗМІ 18 января 2026
У Тегерані вже кілька днів не спостерігається жодних ознак протестів, хоча тижневе відключення інтернету тривало, а торгівля та вуличне життя повернулися до зовні нормального стану.