Компании QphoX, Rigetti и Qblox совместно представили прорыв в области квантовых вычислений, успешно продемонстрировав технологию, способную значительно упростить создание масштабных квантовых компьютеров. Исследователям удалось разработать и протестировать преобразователь, который позволяет передавать квантовую информацию через оптоволокно вместо традиционных коаксиальных кабелей.

Современные квантовые компьютеры на основе сверхпроводящих кубитов считаются одной из самых перспективных платформ благодаря высокой скорости работы и возможности использования существующих технологий полупроводниковой промышленности. Однако для создания отказоустойчивого квантового компьютера потребуется от 10 000 до миллиона физических кубитов, что создаёт серьёзные технические проблемы.

Основная сложность заключается в том, что существующие системы охлаждения — рефрижераторы растворения — не способны вместить необходимое количество проводов, усилителей и микроволновых компонентов для управления таким количеством кубитов. Кроме того, традиционное оборудование создаёт значительную тепловую нагрузку.

Голландский стартап QphoX разработал решение этой проблемы, создав преобразователи на основе пьезо-оптомеханической технологии. Они способны конвертировать микроволновые сигналы, используемые для управления кубитами, в инфракрасный свет, который может передаваться по оптоволокну. Оптические волокна занимают значительно меньше места и практически не проводят тепло.

В ходе эксперимента исследователи подключили преобразователь к сверхпроводящему кубиту и смогли измерить его состояние с помощью света, передаваемого через оптоволокно. Важно, что во время работы удалось защитить кубит от декогеренции, вызываемой тепловым шумом или случайными оптическими фотонами от преобразователя.

«Преобразование микроволн в оптические сигналы — это стремительно развивающаяся технология с далеко идущими последствиями для квантовых вычислений. Наша работа демонстрирует, что преобразователи готовы к интеграции со сверхпроводящими кубитами», — отметил ведущий автор работы, главный квантовый инженер QphoX доктор Тьерри ван Тиль.