Как утверждают специалисты, новый крупномасштабный восьмиканальный программируемый интерферометр по своим характеристикам пока не имеет аналогов в мире.
Квантовый компьютер компании Google. Фото: Google.
Программируемые многопортовые интерферометры нужны для точной, энергоэффективной и компактной обработки информации, закодированной с помощью оптических полей. По сути, речь идёт о фотонном «чипе», обрабатывающем световые сигналы, то есть потенциально – одном из узлов квантового компьютера.
В стеклянной пластине можно сформировать волноводы – каналы, направляющие световой сигнал по определённому пути. Взаимное пересечение путей приведёт к интерференции сигналов, поступающих на вход в «чип», таким образом будет выполнена какая-то «операция». Если структуру «ходов»-волноводов можно менять, такой «чип» можно назвать программируемым.
Матрица из волноводов создаётся с помощью фемтосекундной лазерной печати, а перепрограммирование её основано на термоэлектрическом эффекте.
У «чипа» 8 входов, куда подаются однофотонные состояния, и 8 выходов, за сигналами которых следят однофотонные детекторы. 56 нагревательных элементов, к которым проведено электричество, осуществляют «отжиг» очередного шага алгоритма, для каждой операции выбирается оптимальная конфигурация точек (топология).
Разработчики «чипа» продемонстрировали его превосходную устойчивость к ошибкам – для волн длиной 920, 945 и 980 нанометров – именно с такими световыми сигналами экспериментируют сегодня учёные в квантовых вычислениях и квантовой сенсорике.
Кроме того, «чип» достаточно долговечен. За 133 часа в ходе эксперимента было выполнено порядка 2,7 миллиона переключений нагревательных элементов, и работа устройства осталась стабильной.