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

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». 

Позавчера, 20:14
7 минут
Полина Гершберг

Клеточные линии человека с «лицом эльфа» помогли ученым подтвердить, что древние люди одомашнили сами себя.

Вчера, 14:09
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи полагают, что усваивание алкоголя, возможно, позволило предкам человека разумного возвыситься над другими видами.

Вчера, 13:16
2 минуты
Илья Ведмеденко

Российское телевидение показало, что находится внутри так называемого ядерного чемоданчика — устройства, содержащего коды, которые в случае необходимости должны привести в действие ядерный арсенал страны.

4 декабря
39 минут
Александр Березин

В 2017 году от рака умерло 9,6 миллиона человек, и с каждым годом эта цифра будет расти. Есть ли способы остановить наступление этой болезни на человеческие жизни?

4 декабря
2 минуты
Илья Ведмеденко

По мнению информаторов Центрального разведывательного управления США, СССР мог располагать огромным танком массой в 120 тонн.

Позавчера, 20:14
7 минут
Полина Гершберг

Клеточные линии человека с «лицом эльфа» помогли ученым подтвердить, что древние люди одомашнили сами себя.

15 ноября
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

18 ноября
4 минуты
Сергей Васильев

Накопление эпигенетических модификаций ДНК позволило провести параллели между возрастом собак и людей и найти новую формулу для пересчета одного в другой.

19 ноября
40 минут
Александр Березин

Женщины заводят ребенка не от мужа тем чаще, чем ниже его социальная ценность. Попробуем разобраться, как биология подталкивает их к изменам и почему моногамия имеет все шансы на реванш.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: