Коллаборация ученых из Италии, Германии и Франции работает над созданием квантового компьютера, использующего стеклянные фотонные чипы.
Несмотря на то, что квантовые компьютеры обещают стать значительно мощнее традиционных, на пути к реализации таких практичных и эффективных устройств возникает немало проблем. Инициатива, реализуемая Миланским политехническим институтом, объединяет команду ученых из ведущих исследовательских центров и малых и средних предприятий Франции, Италии и Германии, которые стремятся улучшить квантовые характеристики, используя свойства стекла.
Исследователи используют стеклянные чипы, разработанные компанией Ephos, в создании фотонного квантового компьютера. Эти чипы обрабатывают и передают информацию с помощью света. Они поддерживают до 200 реконфигурируемых оптических режимов, благодаря чему становится возможным динамично регулировать перемещение света в чипе.
«Необходимо использовать материалы, пропускающие свет. Это сложная задача, поскольку необходимо ограничить свет, но при этом избежать его поглощения. Если свет поглощается, он не может распространяться», — объясняет Джулия Акконча из Миланского политехнического университета.
Ученые хотят генерировать отдельные фотоны и направлять их сквозь стеклянные схемы, что в перспективе может позволить решить такие насущные проблемы, как создание более эффективных аккумуляторов, новых лекарств и раскрытие тайн Вселенной. Многообещающей является технология лазерной печати на стекле. В процессе работы генерируются световые частицы, которые по оптоволокну попадают в этот чип. Все сделано из стекла, поэтому риск отклонения фотонов на пути минимален.
Сейчас немецкая компания Pixel Photonics занимается совершенствованием сверхчувствительных детекторов для регистрации каждого фотона. В то же время компания Schott AG производит и поставляет высококачественные стеклянные подложки.
Команда исследователей под руководством Джулии Аккончи разрабатывает высокопроизводительную электронику, которая будет управлять системой. Вместе с тем специалисты из экспериментальной квантовой оптики из римского университета Ла Сапиенца занимаются генерацией одиночных фотонов.
Единый фонд Франции разрабатывает программное обеспечение с открытым кодом для квантовых вычислений. Команды Национального центра научных исследований и Университета Монпелье моделируют передовые решения для хранения энергии, которые являются важной основой для будущих программ на основе квантовых технологий.
Исследователи QLASS имеют общую цель: создать работающее фотонное квантовое устройство в Университете Ла Сапиенца до 2026 года. После завершения проекта программное обеспечение, разработанное в Университете Монпелье и Едином фонде, позволит протестировать это устройство.
Первой задачей нового квантового компьютера будет разработка более совершенных литий-ионных аккумуляторов. Используя вариационные квантовые алгоритмы — специальные инструкции, которые помогают квантовым машинам решать задачи более эффективно — квантовые вычисления могут моделировать химию аккумуляторов, ускорить поиск новых материалов и даже улучшить мониторинг состояния.
Хотя ученые понимают законы, управляющие атомами и соединениями, отслеживание их взаимодействий в реальном времени невероятно сложно и выходит за пределы возможностей современных кремниевых компьютеров. Исследователи ожидают, что квантовые компьютеры помогут ускорить разработку новых материалов для аккумуляторов и лекарств.
Результаты исследования опубликованы в журнале Horizon Magazine
СпецпроектыНе чекає, поки спрацює правило, а самостійно шукає відхилення. Як Elastic AI захищає від кіберзагрозПрограма ROG Elite Rewards: 25 000+ українців серед учасників, 200+ отриманих винагород
Источник: ZMEScience
