Создан миниатюрный чип для квантовых компьютеров

Учёные разработали оптический чип, размеры которого почти в сто раз меньше толщины человеческого волоса. Это устройство потребляет в 80 раз меньше энергии по сравнению с большинством существующих аналогов и может стать важным шагом на пути к созданию масштабируемых квантовых компьютеров нового поколения. Разработка была выполнена под руководством Джейка Фридмана, Мэтта Эйхенфилда из Университета Аризоны и Нильса Оттерстрома из Национальных лабораторий Сандия.

Чип предназначен для точного управления лазерным излучением. Он использует микроволновые колебания, происходящие миллиарды раз в секунду, чтобы регулировать фазу света и генерировать новые частоты с высокой стабильностью и эффективностью. Такая функциональность особенно важна для квантовых систем с захваченными ионами или нейтральными атомами, где информация хранится в отдельных атомах и требует адресации точно настроенными лазерными лучами.

Главным прорывом исследователей стала не только миниатюрность и энергоэффективность устройства, но и способ его производства. Чип изготовлен с применением стандартных полупроводниковых технологий CMOS — тех же, что используются для массового производства электроники в компьютерах, смартфонах и бытовых устройствах. Это открывает возможность промышленного выпуска тысяч или миллионов одинаковых устройств, что критично для будущих квантовых компьютеров, которым понадобится сотни тысяч оптических каналов управления.

По словам авторов разработки, новая технология позволяет заменить громоздкие и энергоёмкие лабораторные установки, занимающие целые оптические столы, на компактные чипы, производимые на заводе. Следующим шагом станет создание интегрированных фотонных схем, объединяющих на одном кристалле генерацию частот, фильтрацию и формирование оптических импульсов. Джейк Фридман отметил, что представленное устройство является важным элементом в создании масштабируемой фотонной платформы, способной управлять большим количеством кубитов.

Читайте также: