Квантовая память на чипе

Представьте оперативную память вашего компьютера — но работающую с отдельными фотонами и хранящую не биты, а кубиты. Именно такую «квантовую оперативку» создали учёные МГТУ им. Баумана совместно с ВНИИА им. Духова (Росатом). Статья с результатами вышла в журнале Physical Review Letters — одном из самых престижных физических изданий мира.

В чём суть. Квантовый компьютер принципиально отличается от обычного: он оперирует кубитами, которые могут одновременно находиться в состоянии нуля и единицы. Но квантовая информация крайне хрупка — малейшее внешнее воздействие разрушает её. Чтобы квантовые вычисления были точными, нужна квантовая память, способная «заморозить» состояние кубита и вернуть его по команде. Именно это и удалось сделать на одном чипе.

Как устроен чип. Это система сверхпроводниковых микроволновых резонаторов, каждый из которых настроен на свою частоту. Входной сигнал — на уровне энергии одиночного фотона — раскладывается по резонаторам, как ноты оркестра по партиям. Затем активный ключ на основе джозефсоновского перехода «закрывается» и полностью изолирует память от внешнего мира. Когда нужно — ключ открывается наносекундным импульсом, и сигнал собирается обратно в точную копию исходного.

Почему это рекорд. Эффективность считывания составила 57,5%. Для сравнения: аналогичный показатель у коллег из Стэнфорда — 21%, у китайской команды — 12%. Главная инновация — конструкция ключа: в закрытом состоянии он не вносит потерь и не «шумит», в отличие от зарубежных решений. А теоретический предел эффективности этой архитектуры — 100%.

Совместимость с процессорами. Чип сделан на сверхпроводниках и технологически совместим с кубитами — ведущей платформой квантовых вычислений. Значит, память можно встраивать прямо в квантовые процессоры, а не держать как отдельную установку.

Где это пригодится. Квантовые компьютеры с коррекцией ошибок — главная цель. Квантовые радары, способные обнаруживать стелс-беспилотники. Сверхчувствительные датчики. И даже астрофизические телескопы для изучения экзопланет на расстоянии десятков световых лет.

Что это значит для отрасли. Разработка выполнена на отечественной технологической базе, а значит, не зависит от импорта. Для поставщиков электронных компонентов это сигнал: спрос на сверхпроводниковые структуры, криогенную электронику и прецизионные СВЧ-компоненты будет расти по мере развития квантовых технологий. Квантовая электроника перестаёт быть физикой для физиков — она становится инженерной задачей.

Вашу заявку на электронные компоненты, радиоизмерительные и электроизмерительные приборы Вы можете оставить на нашем сайте, отправить на почту info@e-kip.ru,

в MAX по номеру телефона +8 (900) 303 50 05,

а также по телефону:

+7 (495) 120-80-22

+7 (473) 300 35 85

С уважением, ООО «Компания «Альтоникс»