Це прорив: вчені зменшили квантовий чіп до розміру монети та провели обчислення

Стартап QuiX Quantum із Нідерландів продемонстрував повністю інтегроване квантове джерело світла для генерації кубітів, повідомляє TNX. Разом із вченими з Ганноверського університету Лейбніца фахівці стартапу продемонстрували повністю інтегроване квантове джерело світла на чіпі, розміром зі звичайну монету.

Фокус пояснить, чому це важливо для майбутнього наукових досліджень і чому експерти називають це "переломним моментом" у квантових обчисленнях.

У чому полягає "переломний момент" квантових обчислень

Суть "переломного моменту" полягає в тому, що вчені змогли створити повністю інтегроване квантове джерело світла на чіпі, здатному генерувати заплутані стани фотонів. Це спростить процес квантової обробки інформації, тому що всі етапи відбуватимуться на одному чіпі, що підвищить стабільність та масштабованість технології. Крім того, це дозволить зробити квантові джерела світла більш компактними та відтворюваними, що полегшить їх використання поза лабораторією та виробництво у більшому масштабі.

До цього моменту більшість квантових джерел світла були зовнішніми лазерними системами, які займали багато місця і не відтворювалися. Тепер, отримавши можливість інтегрувати всі етапи квантової обробки на одному чіпі, вчені спростили процес і підвищили ефективність квантових обчислень.

Квантові обчислення стануть швидшими, точнішими та масштабнішими

Завдяки експерименту квантові обчислення стали більш стабільними – квантові джерела світла будуть менш схильні до зовнішнього шуму та коливань, які порушують квантові стани фотонів.

Під "зовнішнім шумом" мається на увазі не звук, а те, що квантові джерела світла можуть бути порушені випадковими флуктуаціями (флуктуація — будь-яке випадкове відхилення будь-якої величини — ред.) електромагнітного поля або інших квантових систем. Цей "шум" виникає через невизначеність стану матерії відповідно до основних принципів квантової механіки, зокрема, за принципом невизначеності та флуктуаціями енергії нульової точки. Квантовий шум може порушувати квантові стани фотонів і знижувати точність та надійність квантових обчислень.

Однією з головних переваг нової розробки є те, що тепер квантові джерела світла можуть бути зроблені у великій кількості та об'єднані у складні квантові схеми лише на одному чіпі.

Це означає, що квантові обчислення можуть стати швидшими та масштабнішими, оскільки квантові джерела світла можуть генерувати більше кубітів та обробляти їх на одному чіпі з меншими втратами та помилками.

Все вийшло завдяки фотоніці

Квантова фотоніка вивчає поведінку світла та його взаємодію з матерією на квантовому рівні. Одна з головних її переваг, у порівнянні з підходами на основі надпровідників, полягає в тому, що вона сумісна з умовами кімнатної температури та не потребує складних систем охолодження. Проте більшість джерел — це зовнішні лазерні системи, — громіздкі й невідтворювані, а тому непридатні для використання поза лабораторією чи виробництвом у більшому масштабі.

Але тепер стало можливим отримувати інтегроване джерело світла прямо на чіпах, що призвело до популяризації методу у вченому середовищі завдяки простоті, компактності та стабільності.

У результаті завдяки стартапу QuiX Quantum вчені отримають унікальну можливість більш швидких та стабільних квантових обчислень, а самі квантові комп'ютери стануть менш дорогими, доступнішими та компактнішими.

QuiX Quantum було засновано у січні 2019 року. З того часу компанія залучила понад 5,5 млн. євро інвестицій і вже стала європейським лідером з виробництва квантових обчислювальних апаратів на основі фотоніки. Компанія продала свої перші квантові процесори у 2021 році та розробляє 8- та 64-кубітні універсальні квантові комп'ютери вартістю 14 млн євро для Німецького центру аерокосмічних досліджень.

Раніше Фокус писав, що квантовий комп'ютер вирішив завдання, з яким не могли впоратися класичні комп'ютери.