Международная исследовательская группа во главе с University of Bristol сделала важный шаг на пути к созданию инновационного квантового компьютера, сократив количество ключевых компонентов за счет их интеграции в один небольшой кремниевый микрочип.
Учёным и инженерам международной исследовательской команды, возглавляемой доктором Mark Thompson из University of Bristol, впервые удалось успешно управлять одиночными световыми частицами (фотонами), предварительно создав их на кремниевом микрочипе, характеризующимся силиконовой основой.
За квантовыми компьютерами и квантовыми технологиями – будущее научно-технического прогресса, ведь, считается, именно такие устройства заменят традиционные информационно-вычислительные машины. Несмотря на то, что на сегодняшний день разработаны многие из компонентов квантового компьютера, говорить о создании инновационного вычислительного устройства в ближайшее время пока рано. То, что инженерам удалось объединить несколько компонентов в пределах однокристальной схемы – достижение, важность которого трудно переоценить.
Представленный на обложке научного журнала Nature Photonics, кремниевый микрочип – это всего одна из важный частей в мозаике, необходимой для создания квантового компьютера. В ходе предыдущих экспериментов для генерации фотонов необходим был внешний источник света, а новый микрочип объединяет компоненты, которые способны производить элементарные световые частицы непосредственно внутри него. По словам Joshua Silverstone, автора научной публикации, посвящённой «революционной разработке», он и его коллеги были удивлены тем, насколько удачно интегрированные компоненты взаимодействуют в рамках микрочипа.
Silverstone отмечает, что кремниевый микрочип – важный шаг на пути к созданию оптического квантового компьютера, способного выполнять чрезвычайно сложные вычисления.
По словам Mark Thompson, возглавляющего группу разработчиков микрочипа, датчики естественных фотонов, их источники и схемы были объединены в один кремниевый микрочип. Он отмечает, что созданное ими устройство – это самое сложная на сегодняшний день фотонная квантовая схема. Микрочип был изготовлен Toshiba. Для его создания использовались технологии, аналогичные тем, что применяются для создания самых обычных микросхем электронных приборов.
Группа, в которую входят исследователи Toshiba Corporation (Япония), Stanford University (США), University of Glasgow (Великобритания) и TU Delft (Нидерланды), в настоящее время планируют интегрировать оставшиеся компоненты на микрочип, продемонстрировав тем самым, что существование крупномасштабных квантовых устройств – это вовсе не миф, а реальность.
По словам Thompson, возглавляемая им команда за последние 5 лет добилась больших успехов в разработке квантового компьютера. Он надеется, что им удастся создать фотонное устройство, которое станет достойным конкурентом современным вычислительным аппаратным средствам уже в ближайшие несколько лет.
Большая часть работы по достижению этой цели будет осуществляться в новом Centre for Doctoral Training in Quantum Engineering, который является плацдармом для подготовки нового поколения инженеров и учёных в области квантовой механики.
Этот инновационный центр является своего рода соединительным мостиком между физикой, инженерией, математикой и информатикой, который функционирует в тесном сотрудничестве с химиками и биологами, а также промышленным сектором.
