Исследователи из Университета Колорадо в Боулдере разработали устройство размером с микрочип, которое может значительно ускорить будущее квантовых вычислений. Это устройство, оптический фазовый модулятор, контролирует частоты лазера с исключительной точностью, потребляя при этом значительно меньше энергии, чем нынешние громоздкие системы.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, подробно описывает, как этот новый чип, почти в 100 раз тоньше человеческого волоса, предназначен для точного управления лазерным светом, что является важнейшей возможностью для работы будущих квантовых компьютеров. Этим компьютерам могут потребоваться тысячи или даже миллионы кубитов, фундаментальных единиц квантовой информации.
Ключевым преимуществом этой новой технологии является ее технологичность. В отличие от нынешних компонентов квантовых компьютеров, которые часто изготавливаются на заказ, этот чип производится с использованием стандартных методов производства чипов. Это открывает двери для массового производства, потенциально позволяя создавать квантовые машины, намного большие и мощные, чем все, что возможно в настоящее время. "Это меняет правила игры, потому что позволяет нам отойти от индивидуального, единичного производства и перейти к масштабируемому производству", - сказал Джейк Фридман, ведущий исследователь проекта.
Квантовые вычисления обещают произвести революцию в таких областях, как медицина, материаловедение и искусственный интеллект, решая проблемы, которые не под силу даже самым мощным классическим компьютерам. Однако разработка практических квантовых компьютеров затруднена сложностью и стоимостью создания и обслуживания необходимого оборудования. Современные квантовые системы часто требуют больших, энергоемких лазеров и сложных оптических установок для управления кубитами.
Новый чип решает эти проблемы, интегрируя элементы оптического управления в одно небольшое и энергоэффективное устройство. Эта миниатюризация не только уменьшает размер и энергопотребление квантовых компьютеров, но и делает их более стабильными и надежными. "Интегрируя все эти компоненты в один чип, мы можем значительно снизить сложность и стоимость создания квантовых компьютеров", - пояснил Фридман.
Разработка этого чипа представляет собой значительный шаг на пути к реализации потенциала квантовых вычислений. Хотя квантовые компьютеры еще не готовы заменить классические компьютеры для повседневных задач, они уже демонстрируют перспективность в конкретных приложениях, таких как разработка лекарств и проектирование материалов. Возможность массового производства компонентов квантовых компьютеров может ускорить разработку более мощных и универсальных квантовых компьютеров, что приведет к прорывам в этих и других областях.
В настоящее время исследователи работают над интеграцией нескольких чипов в более крупные квантовые системы и над изучением новых применений этой технологии. Команда считает, что этот новый чип может проложить путь к разработке квантовых компьютеров, которые будут не только более мощными, но и более доступными и недорогими.
Discussion
Join the conversation
Be the first to comment