Квантовый компьютер может работать с обычным оптоволокном

Австрийские физики создали новый тип кубов, который позволяет обмениваться информацией при помощи обычного оптоволокна, пишет журнал npj Quantum Information.

Кубиты – это ячейки памяти и вычислительные модули квантового компьютера одновременно. Они могут хранить в себе логический ноль и единицу, благодаря квантовым законам физики. Если объединить несколько кубитов в одну систему, то можно будет очень быстро решать математические или физические задачи.

Одиночные кубиты ученые научились делать быстро, а объединить их оказалось очень трудно.  Это связано с тем, что современные технологии передачи информации мало приспособлены для работы с кубитами.

В этом плане специалисты из Австрии буквально совершили прорыв, создав «быстрые» кубиты, которые способны почти мгновенно менять свое состояние при записи новой информации. Их работой можно манипулировать с помощью инфракрасного излучения.

Их «сердцем» является дефект – атом азота или другого элемента, который «затесался» в толщу атомов углерода. Эти дефекты ученые называют «вакансиями» (NV-центрами), поскольку добавление «чужого» атома в карбид кремния или алмаз создает особое пустое место с необычными свойствами. Атом углерода в этой точке отсутствует, однако сохраняются все свойства атома, который находился бы в этой точке в «замороженном» состоянии.

Все это заметно удлиняет срок жизни NV-кубитов по сравнению с другими ячейками памяти, но очень трудно управлять их поведением и скоростью обновления. Но и эту проблему специалистам удалось решить.

Свойства кубов резко меняются, если заменить азотные дефекты на их молибденовые аналоги. Стабильность почти не теряется, а вот отзывчивость повышается при попытке поменять содержимое. Они начинают взаимодействовать не с фотонами видимого света или микроволнами, а с инфракрасным излучением.

Самое важное – это то, что ученые смогли подобрать свойства этих «вакансий» так, что кубиты заработали на тех же частотах, что и инфракрасные лазеры, которые задействованы в системах связи. По словам физиков, это позволит использовать их для обмена информацией в рамках «составных» квантовых компьютеров и приблизит нас к созданию полноценного квантового интернета.