Ssylka

Как оптическая революция в квантовых компьютерах может преодолеть барьер масштабирования?

Физики из Института науки и технологий Австрии (ISTA) совершили прорыв в области квантовых вычислений, разработав полностью оптический метод считывания состояний сверхпроводящих кубитов. Результаты исследования опубликованы в престижном журнале Nature Physics.
Как оптическая революция в квантовых компьютерах может преодолеть барьер масштабирования?
Изображение носит иллюстративный характер

Современные квантовые компьютеры сталкиваются с серьезными ограничениями в масштабировании из-за необходимости охлаждать сверхпроводящие кубиты до температур, близких к абсолютному нулю. Электрические соединения, используемые для управления кубитами, требуют массивного криогенного оборудования и подвержены шумам, что существенно ограничивает возможности расширения систем.

Группа исследователей под руководством профессора Йоханнеса Финка разработала инновационное решение, использующее электрооптический преобразователь. Это устройство конвертирует оптические сигналы инфракрасного диапазона в микроволновые частоты, понятные сверхпроводящим кубитам, и обратно. «Мы показали, что можем посылать инфракрасный свет близко к кубитам, не нарушая их сверхпроводимости», – поясняет Томас Вернер, соавтор исследования.

Георг Арнольд, другой ведущий автор работы, подчеркивает потенциал новой технологии: «Этот подход может позволить увеличить число кубитов до уровня, необходимого для практических вычислений. Он также закладывает основу для создания сети квантовых компьютеров, соединенных оптическими волокнами при комнатной температуре».

Оптические волокна обладают существенными преимуществами перед электрическими соединениями: высокой скоростью передачи данных, низкими потерями, широкой полосой пропускания и минимальным тепловыделением. Это особенно важно, учитывая, что для создания «полезного» квантового компьютера требуются тысячи или миллионы кубитов.

На выставке CES 2025 генеральный директор Nvidia Дженсен Хуанг предсказал, что до появления «по-настоящему полезных квантовых компьютеров» остается около двух десятилетий. Однако новая разработка ISTA может существенно ускорить этот процесс, устраняя одно из главных препятствий на пути к масштабированию квантовых систем.

Несмотря на текущие ограничения прототипа, связанные с относительно высокой потребляемой оптической мощностью, исследование доказывает принципиальную возможность полностью оптического считывания сверхпроводящих кубитов. Технология открывает путь к созданию модульных квантовых устройств, объединенных в сети через стандартное оптическое волокно при комнатной температуре.


Новое на сайте

19033Обнаружение древнейшей подтвержденной спиральной галактики с перемычкой COSMOS-74706 19032Микрогравитация на мкс превратила вирусы в эффективных убийц устойчивых бактерий 19031Как древние римляне управляли капиталом, чтобы обеспечить себе пассивный доход и защитить... 19030Миссия Pandora: новый инструмент NASA для калибровки данных телескопа «Джеймс Уэбб» 19029Телескоп Джеймс Уэбб запечатлел «неудавшиеся звезды» в звездном скоплении вестерлунд 2 19028Как «пенопластовые» планеты в системе V1298 Tau стали недостающим звеном в понимании... 19027Возможно ли одновременное глобальное отключение всего мирового интернета? 19026Станет ли бактериальная система самоуничтожения SPARDA более гибким инструментом... 19025Насколько опасной и грязной была вода в древнейших банях Помпей? 19024Гравитационная ориентация и структура космических плоскостей от земли до сверхскоплений 19023Сколько частей тела и органов можно потерять, чтобы остаться в живых? 19022Зачем Сэм Альтман решил внедрить рекламу в бесплатные версии ChatGPT? 19021Хитроумная маскировка вредоноса GootLoader через тысячи склеенных архивов 19020Удастся ли знаменитому археологу Захи Хавассу найти гробницу Нефертити до ухода на покой? 19019Действительно ли «зомби-клетки» провоцируют самую распространенную форму эпилепсии и...