Ученые создали фотонный чип полного цикла для квантовых систем

Команда Университета Монаша (Австралия) разработала наноразмерную фотонную схему, которая объединяет генерацию, маршрутизацию и считывание световых сигналов в одном чипе.

Устройство построено на базе сверхтонких материалов толщиной в несколько атомов. Инженеры интегрировали их со специально разработанными наноструктурами (метаповерхностями), что позволило управлять светом на уровне отдельных квантовых состояний.

Иллюстрация фотонного чипа. Источник: monash.edu.

Ключевое отличие — работа при комнатной температуре. Большинство квантовых платформ по-прежнему требуют криогенного охлаждения.

Разработка относится к валлейтронике — направлению, где для кодирования данных используют долинную степень свободы электронов в кристалле. Это квантовое свойство позволяет формировать устойчивые оптические сигналы, которые можно направлять и преобразовывать в электрический отклик.

По словам авторов исследования, команде впервые удалось собрать в компактной фотонной схеме полный цикл: от генерации «долинных» сигналов до их обработки и считывания. Ранее такие элементы существовали по отдельности.

В качестве демонстрации чип одновременно закодировал и обработал два разных изображения, показав возможность параллельной работы с несколькими потоками данных.

Ученые рассматривают технологию как потенциальную основу для масштабируемых квантовых компьютеров, энергоэффективных ИИ-систем и высокоскоростной оптической связи. 

Напомним, в мае Oracle и Classiq смоделировали 36-кубитную квантовую схему в облаке.

IBM ускорила ИИ-модель с помощью квантового процессора