Ερευνητική ομάδα από την Ιαπωνία πέτυχε ρεκόρ 10 παράλληλων κανάλων σε μια πολυπλανεκτική κβαντική φωτονική διεπαφή, η οποία βασίζεται σε ενσωματωμένη διάταξη κυματοδηγών.
Η τεχνολογία αυτή αποτελεί κομβικό βήμα για την οπτική διασύνδεση πολλαπλών κβαντικών υπολογιστών. Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Optica.
Από τα όρια των οπτικών ινών στις διατάξεις κυματοδηγών
Οι υπολογιστές ουδέτερων ατόμων χρησιμοποιούν διατάξεις χιλιάδων ατόμων ως qubits, αλλά η κατασκευή ανορθωτικών κβαντικών υπολογιστών απαιτεί πάνω από ένα εκατομμύριο qubits. Η σύνδεση πολλαπλών επεξεργαστών μέσω διαπλεγμένων φωτονίων αποτελεί μια από τις πιο υποσχόμενες λύσεις. Μέχρι σήμερα, οι προσπάθειες βασίζονταν σε παράλληλες οπτικές ίνες και περιορίζονταν σε ελάχιστα κανάλια.
Η ομάδα υπό τον καθηγητή Takashi Yamamoto από το Πανεπιστήμιο της Οσάκα, σε συνεργασία με το NICT και την εταιρεία Hamamatsu Photonics, ανέπτυξε ένα οπτικό σύστημα με ενσωματωμένη διάταξη κυματοδηγών. Φωτόνια που εκπέμφθηκαν από 10 άτομα σε αποστάσεις μικρομέτρων διοχετεύθηκαν σε 10 παράλληλα κανάλια μιας διάταξης 32 κυματοδηγών, μεταδόθηκαν μέσω οπτικών ινών και ανιχνεύθηκαν ταυτόχρονα.
Παράλληλες συνδέσεις για μεγαλύτερες μηχανές
Οι δοκιμές επιβεβαίωσαν ότι η διασταυρούμενη παρεμβολή μεταξύ των κανάλων είναι αμελητέα. Επιπλέον, διαπιστώθηκε η διατήρηση των κβαντικών συσχετίσεων ανάμεσα στις καταστάσεις των ατόμων και την πόλωση των εκπεμπόμενων φωτονίων.
Η προσέγγιση αυτή θεωρείται ότι μπορεί να κλιμακωθεί σε περίπου 100 παράλληλα κανάλια. Επιτρέποντας τη διασύνδεση πολλών κβαντικών επεξεργαστών, η τεχνολογία ανοίγει τον δρόμο για αρχιτεκτονικές κβαντικών υπολογιστών μεγάλου μεγέθους, αντίστοιχες με τα σύγχρονα κέντρα δεδομένων.