Фізики з Цюріха створили локальну мережу для квантового комп'ютера

Mar 06 11:00 2020 Друк цієї статті

Надто вже великий вийде система ― розмірами з кімнати або навіть будинок. Виходом може стати створення кластерів. Залишилося вирішити завдання мережевого з'єднання систем у кластері із збереженням квантової заплутаності. Для цього фізики з Цюріха змогли створити дослідну квантову локальну обчислювальну мережу.

ETH Zurich

Група фізиків з Вищої технічної школи Цюріха (ETH Zurich) продемонструвала мікрохвильову квантову лінію довжиною п'ять метрів. Це найдовша в своєму роді лінія на сьогоднішній день. Вона може бути використана як для майбутніх квантових комп'ютерних мереж, так і для експериментів в області фундаментальних досліджень квантової фізики.

Мікрохвильова лінія являє собою металевий хвилевід між двома квантовими процесорами. Як і квантові процесори, хвилевід охолоджений рідким гелієм до температури -273,15 °C. Від зовнішнього середовища хвилевід відділений багатошаровим мідним кожухом, вага якого становить чверть тонни. Це дозволяє тримати температуру на необхідному нижньому рівні. Настільки низькі температури потрібні для того, щоб усунути теплові обурення, які порушують стан суперпозиції квантів і ведуть до помилок в розрахунках.

Лінія зв'язку між квантовими процесорами необхідна для обміну станами суперпозиції між ними або для створення заплутаності, щоб квантовий кластер працював як єдиний квантовий обчислювач. Заплутаність здійснюється з допомогою фотонів мікрохвильового випромінювання. Генератор в одній системі випускає фотон, той долає дистанцію через хвилевід і приймається другий системою. Досліди з 5-метрової мікрохвильовій лінією показали, що в процесі передачі фотонів кубіти в пов'язаних системах піддавалися мінімальної декогеренции (розузгодження).

ETH Zurich

Паралельно фізики створили 10-метрову і планують створити 30-метрову лінію квантової зв'язку. Лінія довжиною 10 метрів вже створена і перевірена охолодженням, але досліди на ній поки не ставилися. Лінія довжиною 30 метрів буде створена пізніше. Якщо буде реалізована та ж конструкція теплоізоляційного кожуха, то для неї знадобиться півтори тонни міді. Очевидно, що над схемою теплоізоляції ще належить попрацювати.