Исследователи Университета Британской Колумбии (UBC) работают над созданием кремниевого чипа, способного преобразовывать радиосигналы в свет и обратно. Заявляется, что экспериментальный чип будет способен преобразовать до 95% сигнала причем «практически без зашумления». В отдаленной перспективе это может сделать передачу информации более быстрой и безопасной, чем сегодня, обеспечив возможность построения квантового интернета. Об этом пишет InterestingEngineering.

Для этого необходимо научиться преобразовывать СВЧ излучение в оптические сигналы и обратно, не нарушая квантовую связь между запутанными частицами. (Используется принцип резонансного взаимодействия СВЧ- и оптических сигналов через уровни энергии электронов).

Над решением этой задачи работает немало групп исследователей, но пока что результаты были скромными: либо добавляется много шумов, либо преобразование работает только в одном направлении, либо требуется создавать настолько тепличные условия, что о перспективах практического использования говорить не приходится.

Команда UBC придумала путь к решению проблемы, основанный на кремниевом кристалле, похожем на те, что находятся в привычных нам микросхемах, но с намеренно добавленными в него магнитными микродефектами (такие дефекты можно создать, например, ионной имплантацией).

Эти дефекты выступают специфическими ловушками, в которых находятся электроны. Если СВЧ-сигнал, используемый в квантовых вычислениях, и оптический сигнал, который можно передавать по линиям связи, настроить так, чтобы они соответствовали уровням энергии захваченных в ловушки электронов, можно будет переключать состояния электронов без поглощения ими энергии. Электроны в этой ситуации, по сути, обеспечат точное преобразование одного типа сигнала в другой, причем эффективно. В частности, чип сможет преобразовать до 95% сигнала практически не внося шумов, что является значительным шагом вперед. Самое главное – устройство сохранит запутанность частиц и сможет работать в обоих направлениях. Энергия, необходимая для работы такого чипа – миллионные доли ватта. При условии, что используются материалы, поддерживающие сверхпроводимость.

Если исследователи сумеют реализовать свои идеи в кремнии (что обеспечит совместимость технологии с современными техпроцессами), это позволит быстро добиться практического внедрения технологии. Что позволит увеличить дальнодействие квантовых сетей связи, а в перспективе обеспечит возможности связывания квантовых компьютеров в разных странах с использованием квантовой запутанности. Это позволит создать более защищенный интернет, а также сверхмощные вычислительные инструменты

Исследователи не сообщают, когда они надеются создать действующее устройство на основе ФИС, но сам факт работы над ним интересен и важен сам по себе.

--

За новостями телекома и IT удобно следить в телеграм-канале abloud62. Региональные новости и анонсы пресс-релизов вы найдете в канале abloudRealTime, также подключайтесь к каналу Бойко про телеком ВКонтакте

теги: квантовые вычисления запутанность микроэлектроника горизонты техники

--