- 29,680
- 46
- 8 Ноя 2022
Первый узел уже работает на десяти линиях.
<div class="articl-text-cover" style="position:relative;width:100%;max-width:800px;margin-left:auto;margin-right:auto;aspect-ratio:1024/572;margin-bottom:2rem;overflow:hidden">
<div itemprop="articleBody">Японские исследователи впервые передали фотоны от десяти нейтральных атомов сразу по десяти отдельным оптическим каналам, создав многоканальный интерфейс для связи квантовых процессоров. Разработка Университета Осаки, NICT и Hamamatsu Photonics может стать основой для модульных квантовых компьютеров, где несколько процессоров объединяют оптическими линиями вместо попытки разместить все кубиты в одной машине
В эксперименте учёные работали с десятью атомами рубидия-87, удерживаемыми оптическими пинцетами на расстоянии 7,5 мкм друг от друга. Фотоны, испускаемые каждым атомом, направлялись в отдельный канал стеклянного фотонного чипа. Исследователи задействовали 10 каналов из 32 доступных и затем передавали свет по обычному массиву оптических волокон.
Главная сложность заключалась в том, чтобы каждому атому сопоставить собственный оптический канал и не допустить смешивания сигналов. На входе волноводы расположены с шагом 25 мкм, поэтому оптическая система увеличивала изображение атомного массива в 3,33 раза, преобразуя расстояние 7,5 мкм между атомами в нужные 25 мкм. Авторы сообщают, что перекрёстные помехи между каналами оказались пренебрежимо малы.
Фотоны с длиной волны 780 нм регистрировали сверхпроводящие нанополосковые однофотонные детекторы, разработанные при участии NICT и Hamamatsu Photonics. В установке использовали десять каналов 12-канальной системы детектирования. Эффективность отдельных детекторов составляла от 75 до 94%, а частота темновых срабатываний оставалась ниже 50 в секунду.
Эксперимент показал не только передачу света по десяти линиям. Исследователи зарегистрировали корреляцию между квантовым состоянием атомов и поляризацией испущенных фотонов с видимостью 0,87. Авторы считают результат подтверждением того, что архитектуру можно использовать для параллельного создания запутанности между атомами и фотонами, необходимой для соединения отдельных квантовых процессоров. Полноценную сеть из нескольких квантовых компьютеров в работе пока не демонстрировали.
Предыдущие эксперименты с нейтральными атомами позволяли направлять одиночные фотоны примерно по четырём или пяти каналам. Исследователи связывают рост до десяти каналов с применением интегрального фотонного чипа, где волноводы можно размещать значительно плотнее, чем отдельные оптические волокна. Университет Осаки и NICT называют десятиканальную схему мировым рекордом для подобного интерфейса.
Многоканальная связь нужна из-за масштаба будущих отказоустойчивых квантовых машин. В нейтрально-атомных системах один атом играет роль физического кубита, а массивы могут содержать тысячи атомов. Разработчики проекта считают, что универсальному квантовому компьютеру с коррекцией ошибок в перспективе может потребоваться свыше миллиона физических кубитов, поэтому один из вариантов масштабирования предполагает объединение множества процессоров фотонными каналами.
Пока команда продемонстрировала только десять параллельных линий. Исследователи рассчитывают увеличить архитектуру примерно до сотни каналов благодаря более плотной интеграции волноводов, но такой масштаб экспериментально ещё не показан. Следующим этапом команда называет увеличение числа одновременно работающих каналов и непосредственное соединение отдельных квантовых процессоров на нейтральных атомах.
<div class="articl-text-cover" style="position:relative;width:100%;max-width:800px;margin-left:auto;margin-right:auto;aspect-ratio:1024/572;margin-bottom:2rem;overflow:hidden">
<div itemprop="articleBody">Японские исследователи впервые передали фотоны от десяти нейтральных атомов сразу по десяти отдельным оптическим каналам, создав многоканальный интерфейс для связи квантовых процессоров. Разработка Университета Осаки, NICT и Hamamatsu Photonics может стать основой для модульных квантовых компьютеров, где несколько процессоров объединяют оптическими линиями вместо попытки разместить все кубиты в одной машине
В эксперименте учёные работали с десятью атомами рубидия-87, удерживаемыми оптическими пинцетами на расстоянии 7,5 мкм друг от друга. Фотоны, испускаемые каждым атомом, направлялись в отдельный канал стеклянного фотонного чипа. Исследователи задействовали 10 каналов из 32 доступных и затем передавали свет по обычному массиву оптических волокон.
Главная сложность заключалась в том, чтобы каждому атому сопоставить собственный оптический канал и не допустить смешивания сигналов. На входе волноводы расположены с шагом 25 мкм, поэтому оптическая система увеличивала изображение атомного массива в 3,33 раза, преобразуя расстояние 7,5 мкм между атомами в нужные 25 мкм. Авторы сообщают, что перекрёстные помехи между каналами оказались пренебрежимо малы.
Фотоны с длиной волны 780 нм регистрировали сверхпроводящие нанополосковые однофотонные детекторы, разработанные при участии NICT и Hamamatsu Photonics. В установке использовали десять каналов 12-канальной системы детектирования. Эффективность отдельных детекторов составляла от 75 до 94%, а частота темновых срабатываний оставалась ниже 50 в секунду.
Эксперимент показал не только передачу света по десяти линиям. Исследователи зарегистрировали корреляцию между квантовым состоянием атомов и поляризацией испущенных фотонов с видимостью 0,87. Авторы считают результат подтверждением того, что архитектуру можно использовать для параллельного создания запутанности между атомами и фотонами, необходимой для соединения отдельных квантовых процессоров. Полноценную сеть из нескольких квантовых компьютеров в работе пока не демонстрировали.
Предыдущие эксперименты с нейтральными атомами позволяли направлять одиночные фотоны примерно по четырём или пяти каналам. Исследователи связывают рост до десяти каналов с применением интегрального фотонного чипа, где волноводы можно размещать значительно плотнее, чем отдельные оптические волокна. Университет Осаки и NICT называют десятиканальную схему мировым рекордом для подобного интерфейса.
Многоканальная связь нужна из-за масштаба будущих отказоустойчивых квантовых машин. В нейтрально-атомных системах один атом играет роль физического кубита, а массивы могут содержать тысячи атомов. Разработчики проекта считают, что универсальному квантовому компьютеру с коррекцией ошибок в перспективе может потребоваться свыше миллиона физических кубитов, поэтому один из вариантов масштабирования предполагает объединение множества процессоров фотонными каналами.
Пока команда продемонстрировала только десять параллельных линий. Исследователи рассчитывают увеличить архитектуру примерно до сотни каналов благодаря более плотной интеграции волноводов, но такой масштаб экспериментально ещё не показан. Следующим этапом команда называет увеличение числа одновременно работающих каналов и непосредственное соединение отдельных квантовых процессоров на нейтральных атомах.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
