Notebookcheck Logo

CheckMag | Логика со скоростью света: фотонное будущее квантовых вычислений

Квантовые вычисления выходят на свет - в буквальном смысле. Благодаря фотонным кубитам, обеспечивающим более быструю и эффективную обработку данных при комнатной температуре, такие инновации, как квантовый компьютер Aurora, раздвигают границы возможного в вычислениях. (Источник изображения : Xanadu)
Квантовые вычисления выходят на свет - в буквальном смысле. Благодаря фотонным кубитам, обеспечивающим более быструю и эффективную обрабо
В быстро развивающейся сфере квантовых вычислений фотонные системы - те, которые используют частицы света, или фотоны, для обработки данных - становятся многообещающим рубежом. В отличие от традиционных квантовых компьютеров, использующих сверхпроводящие кубиты, требующие ультрахолодных условий, фотонные квантовые компьютеры эффективно работают при комнатной температуре, предлагая масштабируемую и энергоэффективную альтернативу

Заметным достижением в этой области является разработка Aurora, первого в мире модульного фотонного квантового компьютера, способного работать в масштабе, используя взаимосвязанные модули. Разработанный канадской компанией Xanadu, специализирующейся на квантовых технологиях, Aurora использует фотонные кубиты для обработки данных, соединенные между собой оптоволоконными кабелями. Эта модульная конструкция не только обеспечивает масштабируемость, но и легко интегрируется в существующие инфраструктуры центров обработки данных, что потенциально может произвести революцию в области квантовых вычислений.


Массив из 24 чипов-источников генерирует сжатые и запутанные двухмодовые гауссовы состояния, накачиваемые специальной импульсной лазерной системой. Детекторы PNR сигнализируют о негауссовых состояниях, которые обрабатываются через чипы рафинирования для формирования запутанных пар Белла. Эти пары сшиваются в пространственно-временное кластерное состояние с помощью 5 чипов QPU, создавая полностью связанное квантовое ресурсное состояние. (Источник изображения: Nature)
Массив из 24 чипов-источников генерирует сжатые и запутанные двухмодовые гауссовы состояния, накачиваемые специальной импульсной лазерной системой. Детекторы PNR сигнализируют о негауссовых состояниях, которые обрабатываются через чипы рафинирования для формирования запутанных пар Белла. Эти пары сшиваются в пространственно-временное кластерное состояние с помощью 5 чипов QPU, создавая полностью связанное квантовое ресурсное состояние. (Источник изображения: Nature)

Архитектура Aurora решает несколько давних проблем в квантовых вычислениях, включая отказоустойчивость и исправление ошибок. Используя световые кубиты, Aurora обходит необходимость в экстремальном охлаждении, которое требуется во многих традиционных квантовых системах. Эта инновация прокладывает путь к созданию более практичных и доступных квантовых центров обработки данных, потенциально ускоряя прогресс в таких отраслях, как криптография, материаловедение и моделирование сложных систем.

Последствия фотонных квантовых вычислений выходят за рамки Авроры. Такие компании, как PsiQuantum, добиваются успехов в массовом производстве чипов для квантовых вычислений, стремясь создать коммерчески жизнеспособные квантовые компьютеры к 2027 году. Их подход также использует фотонику, применяя частицы света для выполнения квантовых вычислений, что дает такие преимущества, как снижение сложности охлаждения. Аналогичным образом, такие стартапы, как Quantum Source, исследуют квантовые вычисления на основе света, стремясь разработать системы, которые будут более эффективными и смогут работать при комнатной температуре.

Omega от PsiQuantum: производительный набор микросхем для фотонных квантовых вычислений (Источник изображения : PsiQuantum)
Omega от PsiQuantum: производительный набор микросхем для фотонных квантовых вычислений (Источник изображения : PsiQuantum)

Переход к фотонным квантовым вычислениям представляет собой значительный сдвиг в сторону более устойчивых и масштабируемых квантовых технологий. По мере продолжения исследований и разработок интеграция фотонных систем может привести к созданию квантовых компьютеров, которые будут не только более эффективными, но и более экологичными, что соответствует глобальным усилиям по обеспечению устойчивости технологий. Итальянский стартап Ephos получил от НАТО инвестиции в размере полумиллиона долларов в надежде достичь именно такого результата с помощью своих интегрированных фотонных схем на основе стекла.

Интегрированные фотонные схемы компании Ephos на основе стекла могут помочь снизить воздействие квантовых вычислений на окружающую среду (Источник изображения : Ephos)
Интегрированные фотонные схемы компании Ephos на основе стекла могут помочь снизить воздействие квантовых вычислений на окружающую среду (Источник изображения : Ephos)

В целом, появление фотонных квантовых вычислений, примером которых являются такие инновации, как Aurora, знаменует собой поворотный момент в поисках практичных и масштабируемых квантовых технологий. По мере интеграции этих систем в существующую инфраструктуру, они могут произвести революцию в промышленности и решить сложные проблемы, которые раньше были нам не под силу.

Источник(и)

Этот важный материал точно понравится твоим друзьям в социальных сетях!
Mail Logo
Santiago Nino, 2025-03-23 (Update: 2025-03-23)