RW Space

Квантовые вычисления могут революционизировать вычислительные мощности в наших руках, но на данный момент многие из них просто потенциальные.

Исследователи не уверены, сможем ли мы когда-нибудь использовать квантовые вычисления практичным, доступным и реалистичным способом.

Однако два новых исследования показывают, как квантовые технологии могут работать с бытовой электроникой — в частности, передача квантовой информации с помощью устройств, изготовленных из карбида кремния, материала, который уже используется повсеместно, от светодиодных светильников до телескопов.

Сегодняшние квантовые компьютеры требуют множество деликатных инструментов, экзотических материалов, тщательной разработки и особых условий для работы; Вы не можете просто заказать квантовую версию ноутбука для вашего дома.

То, что показывают новые исследования, является потенциальным способом донести часть квантовых вычислений до электроники, которая уже используется — хотя, как и всегда, в квантовой сфере, остается много неопределенности.

«Возможность создавать и контролировать высокопроизводительные квантовые биты в коммерческой электронике была неожиданностью», — говорит инженер Дэвид Авшалом из Чикагского университета.

«Эти открытия изменили наш подход к разработке квантовых технологий — возможно, мы сможем найти способ использовать современную электронику для создания квантовых устройств».

Ученые смогли генерировать квантовые состояния в карбиде кремния, которые излучали отдельные частицы света с длиной волны вблизи телекоммуникационного диапазона. Это означает, что нашей текущей сетевой инфраструктуре может не потребоваться слишком много настроек для передачи квантовой информации.

В первом исследовании ученые создали то, что они назвали «квантовым FM-радио», способным передавать квантовую информацию на большие расстояния с высоким уровнем контроля.

Для их второго исследования команда использовала элемент базовой электроники, называемый диодом, чтобы освободить квантовый сигнал от шума и сделать его почти идеально стабильным — решая одну из главных проблем в квантовых вычислениях на данный момент.

Диод действует как односторонний переключатель для электронов, возбуждаемых лазерами, используемыми в ходе квантовых экспериментов, эффективно удаляя электроны из системы и делая среду менее шумной.

Как бы многообещающими они ни были, эти достижения не поставят квантовый ноутбук на ваш стол в ближайшее время — но они дают ученым надежду на то, что квантовые вычисления с помощью классических систем однажды могут стать реальностью.

Ученые уже создали нечто, приближающееся к квантовому компьютеру, который может работать при комнатной температуре, и использовали модифицированные версии компонентов, найденных в классических компьютерах, так что это область исследований, набирает обороты.

«Эта работа приближает нас на один шаг к созданию систем, способных хранить и распространять квантовую информацию по мировым оптоволоконным сетям», — говорит Авшалом.

«Такие квантовые сети привели бы к появлению нового класса технологий, позволяющих создавать неиссякаемые каналы связи, телепортацию отдельных электронных состояний и реализацию квантового Интернета».

Исследование было опубликовано в Science Advances и Science.