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

19521Банковский троян VENON на Rust атакует Бразилию с помощью девяти техник обхода защиты 19520Бонобо агрессивны не меньше шимпанзе, но всё решают самки 19519Почему 600-килограммовый зонд NASA падает на Землю из-за солнечной активности? 19518«Липовый календарь»: как расписание превращает работников в расходный материал 19517Вредоносные Rust-пакеты и ИИ-бот крадут секреты разработчиков через CI/CD-пайплайны 19516Как хакеры за 72 часа превратили npm-пакет в ключ от целого облака AWS 19515Как WebDAV-диск и поддельная капча помогают обойти антивирус? 19514Могут ли простые числа скрываться внутри чёрных дыр? 19513Метеорит пробил крышу дома в Германии — откуда взялся огненный шар над Европой? 19512Уязвимости LeakyLooker в Google Looker Studio открывали доступ к чужим базам данных 19511Почему тысячи серверов оказываются открытой дверью для хакеров, хотя могли бы ею не быть? 19510Как исследователи за четыре минуты заставили ИИ-браузер Perplexity Comet попасться на... 19509Может ли женщина без влагалища и шейки матки зачать ребёнка естественным путём? 19508Зачем учёные из Вены создали QR-код, который невозможно увидеть без электронного... 19507Девять уязвимостей CrackArmor позволяют получить root-доступ через модуль безопасности...
Ссылка