Результати дослідження, опубліковані в журналі Nature Photonics, допоможуть значно зменшити розміри пристроїв для квантових обчислень, вважають учені.
Дослідники з Наньянського технологічного університету в Сінгапурі розробили метод, який може зробити компоненти квантових комп’ютерів у 1000 разів меншими. Результати дослідження вирішують проблему створення компонентів квантових комп’ютерів, які можна інтегрувати в чіпи.
Один із перспективних класів пристроїв для квантових обчислень використовує заплутані фотони – частинки, стани яких взаємопов’язані і зберігаються незалежно від відстані між ними.
Сінгапурські дослідники виробляли пов’язані пари фотонів, використовуючи матеріали завтовшки всього 1,2 мкм – приблизно у 80 разів тонше за волосину. Традиційно для створення таких пар використовувалися кристали товщиною в міліметр і складне оптичне обладнання. Запропонований метод зменшує розмір компонентів і спрощує загальну установку, усуваючи потребу в додатковому обладнанні для підтримки зв’язку між фотонами.
Лусочки дихлориду оксиду ніобію. Фото: NTU Singapore
Вчені використовували кристалічний матеріал дихлориду оксиду ніобію. Дві тонкі лусочки цього матеріалу поклали одна на одну, розташувавши кристалічні зерна перпендикулярно. Завдяки малій товщині матеріалу, створені пари фотонів проходять меншу відстань усередині лусочок, що дає їм змогу залишатися синхронізованими одна з одною без необхідності в додатковому обладнанні.
Квантові комп’ютери обіцяють революцію у вирішенні складних завдань – від моделювання зміни клімату до розроблення нових ліків. Фотони як кубіти потенційно привабливіші, оскільки на відміну від систем на основі ультрахолодних атомів вони можуть працювати за кімнатної температури. Це робить системи простішими і дешевшими в експлуатації.