Mokslininkų grupei, vadovaujamai Bristolio universiteto (Jungtinė Karalystė) tyrėjų, pavyko sukurti naujas ateities fotoninių kvantinių kompiuterių sudedamąsias dalis, kurios užtikrintų kur kas mažesnį šių mašinų pagrindą sudarančių grandinių dydį.
Manoma, jog ateities kvantiniai kompiuteriai turėtų pasižymėti nepaprasta tam tikrų uždavinių atlikimo sparta, todėl jau keliolika metų mokslininkai iš viso pasaulio bando įgyvendinti šį tikslą. Nors jau žengti pirmieji tvirti žingsniai, vis dėlto dar laukia tolimas kelias.
Tam, kad kvantinis kompiuteris būtų sukonstruotas, reikia didelio skaičiaus tarpusavyje susietų komponentų, vadinamų elementais. Šių veikimo principas iš esmės atitiktų dabartinių asmeninių kompiuterių mikroprocesorių veikimą. Iki šiol mokslininkams pavyko sukurti ganėtinai griozdiškus kvantinius elementus, todėl ši savybė gerokai apriboja jų praktinį pritaikymą, mat sudėtingos grandinės turėtų būti kompaktiškos.
Visai neseniai Bristolio universiteto Kvantinės fotonikos centro tyrėjams pavyko parodyti, jog kvantinę informaciją galima valdyti integruotomis fotoninėmis grandinėmis. Tokios grandinės yra kompaktiškos (patogu keisti mastelį) ir stabilios (mažas triukšmų lygis), todėl netolimoje ateityje puikiai tiktų masinei kvantinių kompiuterių lustų gamybai.
Dabar minėtosios mokslo institucijos komanda, bendradarbiaudama su dr. Teriu Rudolfu (Terry Rudolph) iš Londono imperatoriškojo koledžo, teigia sukūrusi naują integruotų įtaisų klasę, kuri turėtų sumažinti kvantinių grandinių sudedamųjų dalių skaičių.
Šie įtaisai, kurių veikimo principas yra paremtas optinės daugiamodės interferencijos reiškiniu, plačiai taikomi klasikinėje optikoje, nes jie yra mažų matmenų ir nejautrūs gamybos procese pasitaikantiems nuokrypiams. „Kadangi konstruojant sudėtingus kvantinius tinklus reikia didelio kiekio pagrindinių komponentų, tokie įtaisai leistų išsiversti su mažesniais ištekliais“, – teigia grupės narys doktorantas Albertas Peruzas (Alberto Peruzzo).
Iki šiol buvo neaišku, kaip šie įtaisai veiktų kvantiniu režimu. Bristolio universiteto tyrėjai parodė, jog jų gaminiai pajėgūs atlikti kvantinės interferencijos operaciją itin dideliu tikslumu.
Taigi dabar mokslininkams atviras kelias bandyti kompaktiškąsias fotonines grandines pritaikyti kvantiniams skaičiavimams. Šios grandinės gali sukurti gausias susietąsias būsenas, o tai užtikrintų kvantinio skaičiavimo esmę – itin didelį našumą.
„Pritaikymo sritys apims tiek naujas grandines, skirtas kvantiniams skaičiavimams, tiek ultratiksliuosius matavimus ar saugų kvantinį ryšį“, – prideda Kvantinės fotonikos centro direktorius profesorius Džeremis Obrajanas (Jeremy O‘Brien).
Dabar tyrėjų komanda ketina kurti naujas patobulintas grandines, pritaikytas kvantiniams skaičiavimams ir kvantinei metrologijai.
