Устройство для гибридных квантовых сетей, которые объединяют преимущества твердотельных кубитов (исскуственных атомов) и фотонов для передачи информации предложили создать физики из НИИЯФ (О.В. Тихонова, И.И. Соловьев) и Физического факультета МГУ (Р.В. Захаров, Н.В. Кленов) в составе научной группы, в которую также вошли ученые из Сколтеха (А.В. Антонов) и Парижского университета науки и литературы (Д.С. Яковлев).
Результаты исследований отражены в научной статье “Solid-State Qubit as an On-Chip Controller for Non-Classical Field States”, которая была представлена на обложке октябрьского выпуска высокорейтингового журнала Advanced Quantum Technologies издательства John Wiley & Sons Inc, что является значимым событием в научном мире.
Современные исследования в области квантовой материи в значительной степени сосредоточены на квантовых вычислениях и коммуникациях. В статье рассматривается новый подход к созданию квантовых сетей, где для передачи информации используются как твердотельные кубиты, так и фотонные кубиты. Основная идея заключается в разработке устройства, которое может преобразовывать квантовую информацию между этими двумя типами кубитов. В качестве примера предлагается использование сверхпроводниковых кубитов на базе джозефсоновских переходов, которые могут взаимодействовать с электромагнитными полями в микрополостях. Это открывает возможность создания масштабируемых квантовых систем, где информация передается между чипами с помощью неклассических электромагнитных полей.
«Одной из особенностей предложенной системы является способность преобразовывать неклассическое поле с одной частотой в поле с другой частотой, что позволяет адаптировать сигналы для передачи между различными типами квантовых устройств. Примечательно, что высокая чувствительность сверхпроводниковых атомов к внешним полям, которая обычно представляет собой трудность при конструировании квантовых компьютеров, здесь используется конструктивно для создания квантового контроллера» - отметил участник научного коллектива Игорь Соловьев, ведущий научный сотрудник отдела микроэлектроники НИИЯФ МГУ.
Предложенный авторами статьи новый подход к проектированию и реализации гибридных квантовых сетей позволит приблизиться к созданию более эффективных и масштабируемых квантовых компьютеров, и распределенных квантовых систем, таких как «квантовый интернет».
Пресс-служба НИИЯФ МГУ