Это прорыв: ученые уменьшили квантовый чип до размера монеты и провели вычисления

Стартап QuiX Quantum из Нидерландов продемонстрировал полностью интегрированный квантовый источник света для генерации кубитов, сообщает TNX. Вместе с учеными из Ганноверского университета Лейбница специалисты стартапа продемонстрировали полностью интегрированный квантовый источник света на чипе, размером с обычную монету.

Фокус объяснит почему это важно для будущего научных исследований и почему эксперты называют это "переломным моментом" в квантовых вычислениях.

В чем состоит "переломный момент" квантовых вычислений

Суть "переломного момента" заключается в том, что ученые смогли создать полностью интегрированный квантовый источник света на чипе, способном генерировать запутанные состояния фотонов. Это упростит процесс квантовой обработки информации, так как все этапы будут происходить на одном чипе, что повысит стабильность и масштабируемость технологии. Кроме того, это позволит сделать квантовые источники света более компактными и воспроизводимыми, что облегчит их использование вне лаборатории и производство в большем масштабе.

До этого большинство квантовых источников света были внешними лазерными системами, которые занимали много места и не были воспроизводимыми. Теперь же, получив возможность интегрировать все этапы квантовой обработки на одном чипе, ученые упростили процесс и повысили эффективность квантовых вычислений.

Квантовые вычисления станут быстрее, точнее и масштабнее

Благодаря эксперименту квантовые вычисления стали более стабильными – квантовые источники света будут менее подвержены внешнему шуму и колебаниям, которые нарушают квантовые состояния фотонов.

Под "внешним шумом" подразумевается не звук, а то, что квантовые источники света могут быть нарушены случайными флуктуациями (флуктуация — любое случайное отклонение какой-либо величины, — ред.) электромагнитного поля или других квантовых систем. Этот "шум" возникает из-за неопределенности состояния материи в соответствии с основными принципами квантовой механики, в частности, с принципом неопределенности и флуктуациями энергии нулевой точки. Квантовый шум может нарушать квантовые состояния фотонов и снижать точность и надежность квантовых вычислений.

Одним из главных преимуществ новой разработки является то, что теперь квантовые источники света могут быть произведены в большом количестве и объединены в сложные квантовые схемы всего на одном чипе.

Это значит, что квантовые вычисления могут стать более быстрыми и масштабными, так как квантовые источники света могут генерировать больше кубитов и обрабатывать их на одном чипе с меньшими потерями и ошибками.

Все получилось благодаря фотонике

Квантовая фотоника изучает поведение света и его взаимодействие с материей на квантовом уровне. Одно из главных ее преимуществ, по сравнению с подходами на основе сверхпроводников, заключается в том, что она совместима с условиями комнатной температуры и не требует сложных систем охлаждения. Однако большинство источников — это внешние лазерные системы, — громоздкие и невоспроизводимые, а потому неподходящие для использования вне лаборатории или производства в большем масштабе.

Но теперь стало возможным получать интегрированный источник света прямо на чипах, что привело к популяризации метода в ученой среде благодаря простоте, компактности и стабильности.

В итоге благодаря стартапу QuiX Quantum ученые получат уникальную возможность более быстрых и стабильных квантовых вычислений, а сами квантовые компьютеры станет менее дорогими и более доступными и компактными.

QuiX Quantum был основан в январе 2019 года. С тех пор компания привлекла более 5,5 млн евро инвестиций и уже стала европейским лидером по производству квантовых вычислительных аппаратов на основе фотоники. Компания продала свои первые квантовые процессоры в 2021 году и разрабатывает 8- и 64-кубитные универсальные квантовые компьютеры стоимостью 14 млн евро для Германского центра аэрокосмических исследований.

Ранее Фокус писал, что квантовый компьютер решил задачу, с которой не могли справиться классические компьютеры.