Инновационная разработка заменяет объемные и сложные оптические элементы, применяемые в квантовых вычислениях, тонким наноструктурированным слоем. Новая технология открывает путь к созданию масштабируемых, надежных и компактных квантовых сетей.
Создание практичных квантовых компьютеров и сетей требует эффективных способов передачи информации при комнатной температуре. В этом случае фотоны, представляющие собой элементарные частицы света, становятся крайне перспективными кандидатами благодаря своей способности быстро перемещаться и взаимодействовать друг с другом, пишет ScienceDaily.
Обычно фотоны контролируются и переводятся в квантовые состояния с помощью волноводов на микрочипах большой протяженности или за счет громоздких устройств, построенных из линз, зеркал и светоделителей. Благодаря феномену квантового спутывания фотоны позволяют одновременно передавать и обрабатывать большое количество квантовой информации, используя сложнейшие сети из оптических компонентов. Тем не менее подобные схемы чрезвычайно трудно масштабировать из-за сложности изготовления и недостатков многочисленных составляющих, нужных для реализации полноценных вычислительных процессов.
Возможна ли интеграция всех этих компонентов в один тонкий двумерный массив микроскопических элементов, способный управлять светом столь же эффективно, но с минимально возможным числом частей? На этот вопрос ответили эксперты по оптики из Гарвардской школы инженерии и прикладных наук имени Джона А. Полсона (SEAS). Ученые разработали специальные метаповерхности — тонкие структуры с нанографическими элементами, позволяющие эффективно манипулировать потоком света. Эти устройства представляют собой однослойные аналоги традиционных объемных схем. Их использование обеспечивает значительное уменьшение размеров аппаратуры, необходимой для квантовых компьютеров и коммуникаций.
Источник: hi-tech.mail.ru