Контроллер для гибридных квантовых сетей, объединяющих достоинства твердотельных кубитов (искусственных атомов) и фотонов для передачи информации, предложила создать команда физиков, в которую вошли ученые МГУ из НИИ ядерной физики (НИИЯФ) им. Д. В. Скобельцына и физфака, Сколтеха и Парижского университета науки и литературы, 24 октября сообщает пресс-служба МГУ.

Результаты исследований новой концепции ученые описали в статье «Твердотельный кубит как встроенный контроллер для неклассических состояний поля» (Solid-State Qubit as an On-Chip Controller for Non-Classical Field States), опубликованной в журнале Advanced Quantum Technologies и представленной на обложке его октябрьского выпуска.

В настоящее время основные исследования в области квантовой материи ведутся в области квантовых вычислений, коммуникаций и квантовом Интернете. В данной статье авторы представили новый подход к созданию квантовых сетей, в которых передача информации идет с использованием и твердотельных, и фотонных кубитов.

Они предложили разработать устройство, способное преобразовывать квантовую информацию для связи между этими двумя типами кубитов. Например, использовать для этого сверхпроводниковые кубиты на базе джозефсоновских переходов, способных взаимодействовать с электромагнитными полями в микрополостях. В этом случае возникает возможность создания масштабируемых квантовых систем с передачей информации между чипами неклассическими электромагнитными полями.

Участник научного коллектива, ведущий научный сотрудник отдела микроэлектроники НИИЯФ МГУ Игорь Соловьев пояснил:

«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».

Новый подход к проектированию и реализации гибридных квантовых сетей, предложенный авторами статьи, дает возможность создания более эффективных и масштабируемых квантовых компьютеров и распределенных квантовых систем, например, «квантового интернета».