После долгих лет постепенного прогресса ученые достигли значительного прорыва в разработке квантовых компьютеров. Предложена новая концепция оптического резонатора, способного эффективно захватывать одиночные фотоны. Такое устройство представляет собой важный шаг к реализации крупномасштабных квантовых сетей, включающих миллионы кубитов, пишет ScienceDaily.
Оптические резонаторы функционируют с помощью удержания света между зеркальными поверхностями, вызывая многократные отражения внутри устройства. Эта техника хорошо известна в науке, но интеграция ее с атомами оставалась сложной задачей из-за небольших размеров и практически полной прозрачности атомов.
Команда ученых из Стэнфордского университета нашла оригинальное решение, внедрив микролинзы внутрь каждого резонатора. Благодаря этому нововведению стало возможным направить свет точно на отдельный атом, существенно увеличивая эффективность процесса сбора квантовой информации. Достижение играет ключевую роль не только в развитии самих квантовых компьютеров, но и в расширении сферы применимости квантовых технологий. Оно способно принести пользу различным отраслям, таким как биология, медицина, физика элементарных частиц и информатика. Возможность масштабирования новых устройств сулит грандиозные изменения в обработке огромных объемов данных.
В текущем исследовании ученые показали работоспособность системы из 40 оптических резонаторов и испытали прототип с более чем 500 элементами. Цель следующего этапа — расширение до десятков тысяч резонаторов. Также планируется создать квантовые центры обработки данных, объединяющие отдельные квантовые компьютеры через сетевые интерфейсы на основе резонаторов, формируя полномасштабные квантовые суперкомпьютеры. Хотя перед специалистами стоят серьезные инженерные проблемы, успешная демонстрация концепции показывает реалистичность построения сверхбыстрых квантовых машин.
Таким образом, исследование знаменует важную веху в истории квантовых технологий. Ученые смогли преодолеть ряд серьезных препятствий, приблизившись к созданию настоящих квантовых супермашин. Дальнейшие разработки позволят реализовать возможности, ранее казавшиеся фантастическими. К ним относятся моделирование сложных молекул и обеспечение надежной защиты информации благодаря квантовой криптографии.
Ранее ученые придумали новый метод охлаждения квантовых компьютеров.
