Група науковців з Італії, Німеччини та Франції займається розробкою нової моделі квантового комп'ютера, яка використовує скляні фотонні чипи.
Хоча квантові комп'ютери мають потенціал перевершити традиційні, реалізація ефективних пристроїв стикається з численними викликами. Ініціатива, започаткована Міланським політехнічним університетом, об'єднує фахівців з провідних наукових установ та малих і середніх підприємств Франції, Італії та Німеччини для поліпшення квантових властивостей за допомогою скла.
Вчені використовують фотонні чипи, розроблені компанією Ephos, для створення нових фотонних квантових комп'ютерів. Ці чипи здатні обробляти і передавати дані через світло, підтримуючи до 200 налаштовуваних оптичних режимів, що дозволяє управляти рухом світла в чипі.
"Важливо використовувати матеріали, які пропускають світло. Це складне завдання, оскільки потрібно контролювати світло, уникаючи його поглинання. Якщо світло поглинається, воно не може рухатися далі", — говорить Джулія Акконча з Міланського політехнічного університету.
Науковці прагнуть генерувати одиничні фотони і проводити їх через скляні схеми, що в майбутньому може дозволити вирішити проблеми, такі як розробка більш ефективних акумуляторів, нових медичних препаратів та розгадування таємниць Всесвіту. Технологія лазерного друку на скла виглядає багатообіцяючою. Під час процесу створюються світлові частинки, які через оптоволокно потрапляють у чип, і оскільки все виготовлено зі скла, ризик відхилення фотонів мінімальний.
На даний момент німецька компанія Pixel Photonics працює над вдосконаленням надчутливих детекторів для фіксації кожного фотона, а компанія Schott AG виробляє високоякісні скляні підкладки.
Команда дослідників під керівництвом Джулії Аккончі розробляє потужну електроніку для управління системою. Одночасно експериментальна група з університету Ла Сапієнца займається генерацією одиничних фотонів.
Єдиний фонд Франції створює програмне забезпечення з відкритим вихідним кодом для квантових обчислень. Команди Національного центру наукових досліджень і університету Монпельє моделюють передові рішення для зберігання енергії, що є важливими для майбутніх квантових технологій.
Дослідники QLASS мають спільну мету: створити працездатний 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 — розробити вдосконалені літій-іонні акумулятори. Використовуючи варіаційні квантові алгоритми — спеціальні інструкції для квантових машин, що допомагають вирішувати завдання ефективніше — квантові обчислення можуть моделювати хімію акумуляторів, прискорювати пошук нових матеріалів і покращувати моніторинг стану.
Хоча вчені вже мають уявлення про закони взаємодії атомів і сполук, спостереження за їхніми взаємодіями в реальному часі є неймовірно складним завданням, що перевищує можливості сучасних кремнієвих комп'ютерів. Дослідники вважають, що квантові комп'ютери можуть значно прискорити розробку нових матеріалів для акумуляторів і лікарських засобів.
Результати дослідження опубліковані в журналі Horizon Magazine
Джерело: ZMEScience
