Группа ученых из Италии, Германии и Франции занимается разработкой нового поколения квантовых компьютеров, основанных на использовании стеклянных фотонных чипов.
Эти устройства, которые могут превзойти традиционные компьютеры, сталкиваются с множеством проблем на пути к своей реализации. Инициатива, реализуемая в Миланском политехническом университете, объединяет экспертов из ведущих научных учреждений и малых предприятий, стремящихся улучшить квантовые технологии, используя уникальные свойства стекла.
Исследователи применяют чипы, разработанные компанией Ephos, для создания фотонных квантовых компьютеров. Эти чипы способны обрабатывать информацию с помощью света, поддерживая до 200 оптических режимов, что позволяет динамически контролировать движение света.
«Использование прозрачных материалов представляет собой сложную задачу, так как необходимо ограничить свет, не позволяя ему поглощаться. Если свет поглощается, его распространение становится невозможным,» объясняет Джулия Акконча из Миланского политехнического университета.
Ученые стремятся генерировать отдельные фотоны и направлять их через стеклянные схемы, что в перспективе может помочь решить актуальные проблемы, такие как разработка новых лекарств и более эффективных аккумуляторов. Технология лазерной печати на стекле выглядит многообещающей: световые частицы, генерируемые в процессе, попадают в чип через оптоволокно, минимизируя риск отклонения фотонов.
В настоящее время компания Pixel Photonics работает над совершенствованием чувствительных детекторов для регистрации отдельных фотонов, тогда как Schott AG поставляет высококачественные стеклянные подложки.
Команда под руководством Джулии Аккончи также разрабатывает электронику для управления системой, в то время как специалисты из Римского университета Ла Сапиенца занимаются генерацией одиночных фотонов.
Единый фонд Франции разрабатывает программное обеспечение с открытым исходным кодом для квантовых вычислений, а Национальный центр научных исследований и Университет Монпелье работают над моделированием решений для хранения энергии, что является критически важным для будущих квантовых технологий.
Исследователи QLASS ставят перед собой общую цель: создать функционирующее фотонное квантовое устройство в Университете Ла Сапиенца до 2026 года. После завершения проекта программное обеспечение, разработанное в Университете Монпелье, позволит провести тестирование этого устройства.
Первой задачей нового квантового компьютера станет разработка усовершенствованных литий-ионных аккумуляторов. Используя вариационные квантовые алгоритмы, квантовые вычисления могут моделировать химию аккумуляторов, упрощая поиск новых материалов и улучшая мониторинг их состояния.
Хотя ученые понимают законы, управляющие атомами и соединениями, отслеживание их взаимодействий в реальном времени остается сложной задачей, которая превышает возможности современных кремниевых компьютеров. Исследователи надеются, что квантовые компьютеры ускорят разработку новых материалов для аккумуляторов и лекарств.
Результаты исследования опубликованы в журнале Horizon Magazine.
Источник: ZMEScience
