Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Photonics, поможет значительно уменьшить размеры устройств для квантовых вычислений, считают ученые.

Исследователи из Наньянского технологического университета в Сингапуре разработали метод, который может сделать компоненты квантовых компьютеров в 1000 раз меньше. Результаты исследования решают проблему создания компонентов квантовых компьютеров, которые можно интегрировать в чипы.

Один из перспективных классов устройств для квантовых вычислений использует запутанные фотоны — частицы, состояния которых взаимосвязаны и сохраняются вне зависимости от расстояния между ними.

Сингапурские исследователи производили связанные пары фотонов, используя материалы толщиной всего 1,2 мкм — примерно в 80 раз тоньше волоса. Традиционно для создания таких пар использовались кристаллы толщиной в миллиметр и сложное оптическое оборудование. Предложенный метод уменьшает размер компонентов и упрощает общую установку, устраняя потребность в дополнительном оборудовании для поддержания связи между фотонами.

Ученые использовали кристаллический материал дихлорида оксида ниобия. Две тонкие чешуйки этого материала уложили друг на друга, расположив кристаллические зерна перпендикулярно. Благодаря малой толщине материала, созданные пары фотонов проходят меньшее расстояние внутри чешуек, что позволяет им оставаться синхронизированными друг с другом без необходимости в дополнительном оборудовании.

Квантовые компьютеры обещают революцию в решении сложных задач — от моделирования изменения климата до разработки новых лекарств. Фотоны в качестве кубитов потенциально привлекательнее, поскольку в отличие от систем на основе ультрахолодных атомов они могут работать при комнатной температуре. Это делает системы проще и дешевле в эксплуатации.

Источник: ХайТек