Исследователи из Европы и Китая представили инновационную методику для контроля над функционированием сверхпроводящих квантовых компьютеров, которая использует световые импульсы для доступа к их квантовым элементам памяти. Это новшество обещает облегчить процесс увеличения мощности этих вычислительных машин, сообщает пресс-служба Института науки и технологий Австрии (ISTA).
Данное открытие позволит нам увеличить число сверхпроводящих кубитов и приблизиться к созданию компьютеров, способных решать сложные задачи. Также оно закладывает фундамент для создания систем распределенных квантовых вычислений, в которых сеть из сверхпроводящих квантовых компьютеров будет соединена при помощи обычного оптоволокна.
- Георг Арнольд, научный сотрудник ISTA (цитата по ТАСС)
Сверхпроводящие квантовые компьютеры представляют собой одно из наиболее многообещающих направлений в развитии вычислительной техники. Это связано с их способностью поддерживать длительное состояние кубитов и обеспечивать высокую точность однокубитных и двухкубитных операций. Однако в последние годы они начали отставать по количеству элементов памяти от систем на основе ионов и холодных атомов из-за сложности и громоздкости используемых для чтения и записи информации электронных систем.
Ученые обнаружили, что проблема может быть решена с помощью комплекта специализированных электрооптических модуляторов. Эти устройства способны преобразовывать инфракрасное излучение в микроволновые сигналы, понятные кубитам, и обратно. Они представляют собой серию микроскопических колец-резонаторов, функционирующих по принципу акустического эффекта "шепчущей галереи".
По словам специалистов, внедрение электрооптических модуляторов в будущем позволит значительно упростить процесс чтения данных из сверхпроводящих кубитов и уменьшить тепловое воздействие на квантовый компьютер во время его работы. Это особенно важно для систем на базе сверхпроводимости, которые требуют поддержания температур близких к нулевой отметке.
В ближайшей перспективе физики планируют улучшение характеристик модуляторов, что позволит сократить расход световых частиц при считывании состояния кубитов. Это дополнительно снизит тепловое воздействие на элементы памяти, ускорит передачу данных и даст возможность полностью оптическими сверхпроводящими квантовыми компьютерами выполнять более длительные и сложные вычисления.
Изображение на обложке: freepik.com
