Устройство для гибридных квантовых сетей, которые объединяют преимущества твердотельных кубитов (искусственных атомов) и фотонов для передачи информации, предложили создать физики из НИИ ядерной физики имени Д.В. Скобельцына МГУ (Ольга Тихонова, Игорь Соловьёв) и физического факультета МГУ (Роман Захаров, Николай Клёнов) в составе научной группы, в которую также вошли учёные из Сколтеха (Владимир Антонов) и Парижского университета науки и литературы (Дмитрий Яковлев). Двое авторов (Роман Захаров и Ольга Тихонова) также являются сотрудниками Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН.

Результаты исследований опубликованы в журнале Advanced Quantum Technologies, статья представлена на обложке октябрьского выпуска.

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 передаётся 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 Соловьёв, 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 распределённых квантовых систем, таких как «квантовый интернет».

Источник: МГУ.