Австрийские ученые достигли успеха в квантовых вычислениях: оптическое чтение кубитов стало возможным

Австрийские исследователи достигли значительного успеха в сфере квантовых технологий, внедрив полностью оптический способ считывания данных со сверхпроводящих кубитов. Это открытие может существенно ускорить прогресс в создании масштабируемых квантовых вычислительных систем.

Группа физиков из Института науки и технологий Австрии (ISTA), под руководством профессора Йоханнеса Финка, преодолела значительное препятствие в квантовых вычислениях. Их инновационный метод позволяет кубитам «понимать» сигналы оптоволоконной связи, что существенно сокращает объемы криогенного оборудования, необходимого для измерений.

Сверхпроводящие кубиты, базовые элементы квантовой информации, как правило, зависят от электрической сигнализации и функционируют при чрезвычайно низких температурах, близких к абсолютному нулю, что создает трудности в масштабировании квантовых систем.

Технология, разработанная австрийскими учёными, включает электрооптический преобразователь, который переводит оптический сигнал в микроволновую частоту, адаптированную для кубитов. В ответ кубиты отражают микроволновый сигнал, и тот затем вновь преобразуется в оптический.

«Наш метод может значительно сократить тепловую нагрузку при измерении сверхпроводящих кубитов. Это поможет преодолеть существующие барьеры и увеличить количество кубитов, доступных для квантовых вычислений», — отметил Георг Арнольд, один из ведущих авторов исследования.

Благодаря полному переходу на оптическое считывание, исследователи смогли устранить громоздкие электрические компоненты из своих установок, что сделало систему более надежной и эффективной, а также снизило её стоимость.

Кроме того, новая технология открывает перспективы для создания квантовых компьютерных сетей, соединённых посредством света. В текущих системах используются сложные «рефрижераторы растворения» для охлаждения оборудования, включая соединения между процессорными модулями. Однако эти системы столкнулись с практическими ограничениями по размеру.

«Инфраструктура уже создана, и теперь у нас есть технология, позволяющая строить базовые сети квантовых вычислений», — подчеркнул Арнольд.

Хотя производительность прототипа всё ещё ограничена, особенно с точки зрения потребляемой и расходуемой оптической энергии, он служит доказательством самой возможности полного оптического считывания. Это достижение австрийских физиков может стать важным шагом в направлении разработки масштабируемых квантовых компьютеров, которые способны выполнять некоторые задачи значительно быстрее, чем их классические аналоги.

Источник: iXBT