Создан многоцелевой кремниевый чип для обработки квантовой информации — Naked Science
21.08.2018
5 минут
Редакция
603

Создан многоцелевой кремниевый чип для обработки квантовой информации

Международная команда исследователей под руководством Бристольского университета продемонстрировала, что свет можно использовать для реализации многофункционального квантового процессора.

silicon-chip-image1

Маленькое устройство, созданное международной группой ученых, можно использовать в качестве научного инструмента для многочисленных экспериментов с квантовой информацией. Исследователи добились этого, создав кремниевый чип, проводящий отдельные частицы света (фотоны) по оптическим трекам — волноводам — для шифрования кубитов.  

 

Команда из Бристоля использовала кремниевые фотонные чипы при разработке компонентов квантового компьютера в больших масштабах. Результат их работы, о которой написано в недавнем издании журнала Nature Photonics, показывает, что один интегрированный чип способен полностью контролировать два кубита информации. Значит, при помощи устройства можно разработать и запустить любую задачу, которая умещается в двух кубитах.

 

«Мы продемонстрировали программируемую машину, способную выполнять множество различных задач, — объясняет доктор Сяоган Цян, который начал эту работу, будучи аспирантом Бристольского университета, а теперь он сотрудник в Оборонном научно-техническом университете Народно-освободительной армии Китая. — Это очень примитивный процессор, так как он работает только на двух кубитах, а значит, до того момента, когда мы сможем при помощи этой технологии производить полезные вычисления, нам предстоит пройти очень долгий путь. Но, что действительно важно, так это объединение в одном устройстве разнообразных свойств кремниевой фотоники, которые можно использовать для создания квантового компьютера».

 

Схемы обработки квантовой информации (вверху) и схема экспериментальной установки (внизу) / © Xiaogang Qiang/University of Bristol

 

Работы с интегрированной фотоникой начались в 2008-м. Они стали ответом на возрастающие опасения по поводу размеров отдельных зеркал и оптических элементов, которые были слишком большими для реализации сложных схем в квантовом компьютере.

 

«Нам необходимо понять, как создать квантовые компьютеры вне масштабируемых технологий, включая ту, которая может быть очень точно построена в огромных масштабах, — рассказывает доктор Джонатан Мэтьюз, член исследовательской команды в QET Labs при Бристольском университете. — Мы считаем, что кремний обладает огромным потенциалом для этого — отчасти из-за всех средств, выделенных на работу с ним в области микроэлектроники и фотоники. Устройства, разработанные в Бристоле, включая представленное сегодня, показывают, насколько грамотно могут быть спроектированы квантовые устройства. Из-за усложнения и повышения их функциональности они сами по себе станут исследовательскими инструментами: мы использовали это устройство в нескольких различных экспериментах с квантовой информацией, применив около 100 тысяч разных перепрограммированных настроек». 

Вчера, 15:12
1 минута
Илья Ведмеденко

В Соединенных Штатах провели церемонию спуска на воду USS Cooperstown (LCS 23) — корабля прибрежной зоны Littoral Combat Ship типа Freedom. В скором времени он пополнит состав ВМС США.

Вчера, 09:37
7 минут
Сергей Васильев

Магнитосфера Земли была достаточно сильной еще до того, как у планеты появилось внутреннее ядро и заработал механизм «геомагнитного динамо»: похоже, на первых этапах ее подпитывал совершенно другой механизм.

Вчера, 14:50
34 минуты
Александр Березин

SpaceX рассчитывает к 2050 году создать на Марсе колонию на миллион человек. Звучит абсурдно: осталось всего 30 лет, а до первого полета на Марс еще многие годы. Некоторые ученые, включая российских, считают планы Маска «фантазией» и «пропагандой». Тем не менее сама по себе постройка миллионной колонии на Красной планете вполне реальна. Разберемся, почему и отчего в это так трудно поверить остальному миру.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

17 января
7 минут
ТГУ

Старший научный сотрудник лаборатории «Гербарий» БИ ТГУ Вера Костикова совместно с новосибирскими коллегами выявила ценные лекарственные свойства у спиреи – кустарника, используемого в озеленении городов и дачных участков. Фитохимическое исследование показало, что растение обладает противовирусной и антиоксидантной активностью, что делает его перспективным для использования в медицине.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

7 января
44 минуты
Александр Березин

Вашингтон и Тегеран близки к войне как никогда за последние годы. Но, скорее всего, США не пойдут дальше ограниченных ударов. Слишком уж неприятные последствия имели предшествующие силовые операции Штатов в Иране. Попробуем разобраться, что именно их остановит на этот раз.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: