Група вчених з Італії, Німеччини та Франції об'єднала свої зусилля для розробки новітнього квантового комп'ютера, який функціонуватиме на основі скляних фотонних чипів.
Хоча квантові комп'ютери мають потенціал бути значно більш продуктивними, їх реалізація стикається з численними викликами. Проект, започаткований Міланським політехнічним університетом, об'єднує фахівців з провідних наукових установ та малих компаній з трьох країн, які разом прагнуть вдосконалити характеристики квантових систем, використовуючи унікальні властивості скла.
Вчені застосовують скляні чипи, розроблені компанією Ephos, для побудови фотонного квантового комп'ютера. Ці чипи здатні обробляти і передавати дані за допомогою світлових імпульсів, підтримуючи до 200 різних оптичних режимів для гнучкого контролю за світлом у чипі.
«Використання матеріалів, що пропускають світло, є складним завданням. Необхідно обмежити поширення світла, але при цьому уникнути його поглинання. Якщо світло поглинається, його подальше поширення стає неможливим», — зазначає Джулія Акконча з Міланського політехнічного університету.
Мета науковців — генерувати одиничні фотони та пересувати їх через скляні компоненти, що в подальшому може допомогти в розробці більш ефективних акумуляторів, нових лікарських засобів та розкритті загадок Всесвіту. Технологія лазерного друку на склі є особливо перспективною. У процесі створення генеруються світлові частинки, які через оптоволокно надходять до чипа. Оскільки все виготовлено зі скла, ризик втрати фотонів мінімізовано.
Наразі німецька компанія Pixel Photonics працює над вдосконаленням надчутливих детекторів для реєстрації кожного фотона, в той час як компанія Schott AG забезпечує високоякісні скляні основи.
Команда дослідників, очолювана Джулією Аккончею, розробляє потужну електроніку для управління системою, а фахівці з експериментальної квантової оптики з римського університету Ла Сапієнца займаються генерацією одиничних фотонів.
Єдиний фонд Франції розробляє програмне забезпечення з відкритим кодом для квантових обчислень. Команди Національного центру наукових досліджень та Університету Монпельє моделюють передові рішення для зберігання енергії, що важливо для подальшого розвитку квантових технологій.
Дослідники QLASS мають спільну мету — створити повноцінний фотонний квантовий пристрій в Університеті Ла Сапієнца до 2026 року. Після завершення проекту програмне забезпечення, розроблене в Університеті Монпельє та Єдиному фонді, дозволить протестувати цей пристрій.
Перше завдання нового квантового комп'ютера — розробка вдосконалених літій-іонних акумуляторів. Використовуючи варіаційні квантові алгоритми, які допомагають ефективно вирішувати завдання, квантові обчислення можуть моделювати хімію акумуляторів, прискорювати пошук нових матеріалів та покращувати моніторинг стану.
Хоча вчені знають закони, що регулюють атоми і сполуки, відстеження їх взаємодій у реальному часі є вкрай складним завданням і перевищує можливості сучасних кремнієвих комп'ютерів. Дослідники сподіваються, що квантові комп'ютери допоможуть пришвидшити розробку нових матеріалів для акумуляторів і лікарських засобів.
Результати досліджень були опубліковані в журналі Horizon Magazine
Джерело: ZMEScience
