Создан многоцелевой кремниевый чип для обработки квантовой информации — Naked Science
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
©Wikipedia

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». 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 21:19
5 минут
Мария Кривоченко

Попав в пасть лягушки, жуки обычно погибают. Хотя земноводные не могут перемолоть их зубами, как это делают млекопитающие, желудочный сок разъедает большинство насекомых. Однако водолюбы смогли выжить и выбраться наружу через кишечник без повреждений.

Вчера, 11:44
6 минут
Денис Гордеев

Соседняя планета, скорее всего, была покрыта толстым слоем льда, что в корне противоречит принятым ныне концепциям.

Вчера, 18:50
5 минут
Мария Кривоченко

Группа археологов обнаружила шкатулку с артефактами на дне озера Титикака. В ней оказались фигурки из раковины моллюска и золота, которые инки считали очень ценными. Ученые полагают, что находка — часть жертвоприношения богам воды или плодородия.

Позавчера, 09:31
5 минут
Сергей Васильев

Микроскоп с высокоскоростной камерой и компьютерное моделирование показали, что сперматозоиды плавают не за счет боковых движений хвоста, а быстро вращаясь всем телом.

2 августа
2 минуты
Илья Ведмеденко

Сегодня, в 20:00 (мск), должен состояться 150-метровый «прыжок» демонстратора технологий космического корабля Starship. Трансляцию вы сможете посмотреть на нашем сайте.

2 августа
34 минуты
Александр Березин

На планете разворачивается новая лунная гонка. Российская космическая отрасль пытается обозначить участие в ней, патентуя многопусковой полет к спутнику Земли. Очевидно, что это лишь суррогат сверхтяжелых ракет, которых мы пока не строим. США, напротив, активно разрабатывают сразу два сверхтяжа – но и там не все гладко. Их лунная программа может испытать сильнейший удар в ближайший год. Скептики считают, что усилия всех участников гонки бесполезны. Мол, пилотируемые полеты к другим небесным телам не нужны, ибо дороги. Автоматы смогут все сделать намного дешевле. На деле лунная программа, как мы покажем ниже, не дороже полетов к МКС. Да и автоматы не дадут нам ничего подобного результатам пилотируемой лунной экспедиции. Попробуем разобраться почему.

6 июля
5 минут
Мария Азарова

Ученые, работающие с крупнейшим в мире радиотелескопом, сообщили об обнаружении эмиссии нейтрального водорода, исходящей от объектов за пределами нашей Галактики.

22 июля
66 минут
Александр Березин

С 2064 года численность людей начнет сокращаться — и этот процесс может быть необратим. Один из авторов соответствующей научной работы прямо указывает: если ничего не изменится, через несколько веков человечество вымрет. Однако есть вещи и похуже вымирания. Куда вероятнее иной сценарий: мир будет заселен теми, кто сможет размножаться в новых культурных условиях. К сожалению, значительная часть современных европейцев, американцев и, возможно, других народов будут вытеснены с первых страниц истории. Вдобавок те, кто победят в этой непростой борьбе, нам, сегодняшнему населению Земли, могут сильно не понравиться. Попробуем разобраться почему.

10 июля
7 минут
Мария Кривоченко

Биологи выяснили, какое воздействие оказывают радиоволны на эмбрионы рыб. Оказалось, они существенно не влияют на уровень смертности, морфологию и реакцию на свет, но немного подавляют сенсомоторные функции. Как это скажется на взрослых особях, еще предстоит выяснить.

[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: