2286
Японські дослідники продемонстрували десятиканальний квантово-фотонний інтерфейс для масиву нейтральних атомів. Система одночасно збирала фотони від десяти атомних кубітів, передавала їх окремими каналами інтегрованого хвилеводу та реєструвала паралельно. Автори називають результат світовим рекордом для такого типу інтерфейсу.
Масиви нейтральних атомів вважають одним із перспективних підходів до квантових обчислень. Окремі атоми можна утримувати лазерними пастками й використовувати як кубіти. Сучасні установки потенційно здатні працювати приблизно з десятьма тисячами атомів.
Для повністю відмовостійкого універсального квантового комп’ютера цього може бути недостатньо. Через необхідність корекції помилок практичні системи можуть потребувати понад мільйон фізичних кубітів.
Один із шляхів масштабування — не будувати один гігантський процесор, а з’єднати багато менших модулів, подібно до серверів у сучасному дата-центрі. Квантову інформацію між ними можна передавати фотонами.
Щоб такий підхід працював у великому масштабі, одного оптичного каналу замало. Потрібно одночасно з’єднувати багато кубітів, інакше швидкість обміну між процесорами стане вузьким місцем.
Команда Університету Осаки разом із NICT та Hamamatsu Photonics розробила інтегрований масив оптичних хвилеводів. Фотони від десяти атомів, розташованих на мікрометрових відстанях, направлялися в десять окремих каналів 32-канального чипа.
Далі світло проходило через оптичні волокна до багатоканальної системи детекторів на основі надпровідних нанострічок. Всі десять потоків реєструвалися паралельно.
Дослідники перевірили взаємні завади між каналами й отримали дуже низький рівень перехресного сигналу. Також вони підтвердили кореляцію між квантовим станом атома та поляризацією випущеного ним фотона.
Саме така кореляція потрібна для майбутнього створення заплутаності між віддаленими атомами через фотони. У практичній мережі це дозволило б двом окремим квантовим процесорам обмінюватися не класичними бітами, а квантовим станом.
За оцінкою команди, архітектуру можна масштабувати приблизно до ста паралельних каналів. Наступним етапом буде збільшення мультиплексування та реальне з’єднання окремих нейтрально-атомних квантових процесорів у більшу мережеву систему.
https://phys.org/news/2026-09-ten-channel-photonic-interface-links.html
