Фотонный квантовый компьютер

Ловушки для атомов помогут уменьшить квантовые процессоры

Разработчики нашли способ сделать квантовые процессоры компактнее за счет переноса оптических функций на чип. По оценкам, такая архитектура способна уменьшить оптическую площадь будущих процессоров в 50 раз.
Автор Наука Mail
Визуализация процессора на нейтральных атомах
Отдельные атомы удалось удержать с помощью лазерного излучения, сгенерированного фотонной интегральной схемойИсточник: Caltech

Квантовые вычисления делают важный шаг к практическому применению: компания Pasqal заявила о достижении, которое может серьезно изменить подход к созданию квантовых процессоров. Речь идет о первом в мире случае, когда отдельные атомы удалось удержать с помощью лазерного излучения, сгенерированного фотонной интегральной схемой — это открывает путь к более компактным и масштабируемым системам.

Технология опирается на принцип оптического пинцета: высокосфокусированные лазерные лучи захватывают и удерживают нейтральные атомы, выступающие в роли кубитов. По мере роста числа атомов в системе (Pasqal ориентируется на платформы с более чем 10 тыс. атомов и 100 логическими кубитами) сложность оптической инфраструктуры становится серьезным ограничением — традиционные решения требуют больших оптических столов и сложно поддаются масштабированию. Перенос ключевых оптических функций на фотонный чип призван решить эту проблему.

Создание квантовых компьютеров, которые будут востребованы на рынке, означает создание аппаратного обеспечения, обеспечивающего лучшую в отрасли производительность и возможность масштабируемого производства. Перенеся управление кубитами на фотонный чип, мы устранили, как нам кажется, одно из самых серьезных препятствий для масштабирования — и сделали это за 18 месяцев после приобретения Aeponyx. Мы очень гордимся нашей командой за достижение этой важной вехи
Васик Бохари
генеральный директор Pasqal

В ходе демонстрации специалисты Pasqal с помощью одного фотонного чипа создали четыре оптические ловушки и удержали в них четыре отдельных атома рубидия. Архитектура чипа, разработанная совместно с компанией Aeponyx, специализирующейся на фотонике на основе нитрида кремния, показала сопоставимую с традиционными системами эффективность: время жизни атомов в ловушке составило примерно 27,5 с.

Квантовый чип
Специалисты Pasqal с помощью одного фотонного чипа создали четыре оптические ловушки и удержали в них четыре отдельных атома рубидияИсточник: Freepik

По оценке Pasqal, такой подход способен уменьшить оптическую площадь будущих процессоров в 50 раз, что критически важно при переходе от лабораторных прототипов к промышленному производству. Это не просто миниатюризация — это новый путь к отказоустойчивым квантовым вычислениям (FTQC), где стабильность и воспроизводимость параметров должны сочетаться с большим числом кубитов.

Дальнейшая работа будет сосредоточена на масштабировании фотонной архитектуры: цель — создать компактные, но мощные системы, способные поддерживать тысячи атомов и обеспечивать надежное управление логическими кубитами. Достижение Pasqal подчеркивает важность интеграции ключевых компонентов на уровне чипа и укрепляет позиции компании в гонке за создание практически применимых квантовых вычислителей.

Ранее Наука Mail рассказывала, что самый мощный квантовый компьютер оценили в России.