Ученые создали прототипы оптических чипов для квантовых симуляторов

30.12.2020
Их можно перепрограммировать, поэтому их можно будет использовать для решения разных задач, надеются ученые.

Российские исследователи разработали технологию для создания оптических чипов для квантовых компьютеров. За счет размеров и возможности перепрограммирования они могут сделать работу квантовых симуляторов эффективнее. Об этом пишет пресс-служба Центра компетенций Национальной технологической инициативы (НТИ) «Центр квантовых технологий» на базе МГУ им. Ломоносова.

Квантовыми компьютерами называют вычислительные устройства, в основе работы которых лежат принципы квантовой механики. В отличие от обычных компьютеров, в которых для передачи и обработки данных используются биты — единицы информации, которые содержат либо 1, либо 0, квантовые компьютеры оперируют кубитами — ячейками памяти и примитивными вычислительными модулями, которые могут хранить в себе одновременно и ноль, и единицу. Благодаря этому квантовые компьютеры могут обрабатывать большие объемы информации во много раз быстрее обычных — даже если это суперкомпьютеры с огромными вычислительными мощностями.

Полноценных квантовых компьютеров ученые пока не создали. Сейчас существуют только их прототипы — например, в 2017 году физик из Гарвардского университета Михаил Лукин рассказал о создании 51-кубитного прототипа, а компания Google в 2019-м году — о 53-кубитном прототипе под названием Sycamore, в начале декабря 2020 года китайские ученые создали фотонный квантовый компьютер «Цзю Чжан».

Перед тем, как создавать прототип квантового компьютера, ученые собирают симулятор — программный комплекс, на котором можно протестировать алгоритмы работы квантовых схем. Авторы нового исследования создали образцы оптических чипов, которые нужны для работы линейно-оптического квантового симулятора, разрабатываемого в МГУ. Ученые уже сделали несколько тестовых прототипов этих устройств.

Чипы ученые создали с помощью электронной литографии в слое нитрида кремния. В каждом из них находится оптический волновод — своеобразный «проводник» для света.

«Использование таких устройств позволяет миниатюризировать оптические схемы не только в квантовом компьютере, но и в иных оптических устройствах, используемых, в частности, в высокоскоростных оптических сетях», — пояснил Центр компетенций НТИ.

Разработчики надеются, что в будущем такие устройства могут заменить более громоздкие оптические схемы, используемые в квантовых системах. Новые чипы также можно перепрограммировать, благодаря чему их можно использовать их для решения разных вычислительных задач.

Источник: ТАСС