Крос-наукова ініціатива фахівців з Італії, Німеччини та Франції намагається створити новий тип квантового комп'ютера, що використовує фотонні чипи зі скла.
Незважаючи на величезний потенціал квантових комп'ютерів, їх впровадження стикається з рядом викликів. Проект, реалізований Міланським політехнічним інститутом, об'єднує дослідників з провідних лабораторій та підприємств у Франції, Італії та Німеччині, які працюють над вдосконаленням квантових характеристик завдяки використанню скла.
В проекті застосовуються скляні чипи від компанії Ephos, які здатні обробляти дані за допомогою світла. Ці чипи можуть підтримувати до 200 різнотипних оптичних режимів, що дозволяє адаптивно регулювати траєкторію світла у чипі.
«Важливо використовувати матеріали, які здатні пропускати світло. Це досить складно, адже потрібно контролювати світло, не дозволяючи йому поглинатися. Якщо світло поглинається, воно не зможе рухатися далі», — пояснює Джулія Акконча з Міланського політехнічного університету.
Дослідники мають на меті генерувати одиночні фотони і проводити їх через скляні мікросхеми, що може допомогти вирішити такі проблеми, як створення кращих акумуляторів, нових медичних препаратів та вивчення космосу. Технологія лазерного друку на склі є особливо перспективною. Під час роботи утворюються світлові частинки, які через оптоволокно передаються на чип. Оскільки все виготовлено зі скла, ризик зміщення фотонів мінімальний.
Наразі компанія Pixel Photonics з Німеччини працює над покращенням надчутливих детекторів для реєстрації одиничних фотонів. Водночас компанія Schott AG виготовляє високоякісні скляні підкладки.
Команда під керівництвом Джулії Аккончі займається розробкою потужної електроніки для управління системою. Паралельно фахівці з експериментальної квантової оптики з університету Ла Сапієнца в Римі працюють над генерацією одиночних фотонів.
Єдиний фонд Франції розробляє програмне забезпечення з відкритим кодом для квантових обчислень. Команди Національного центру наукових досліджень та Університету Монпельє моделюють новітні рішення для зберігання енергії, які є важливими для майбутніх програм, заснованих на квантових технологіях.
Дослідники QLASS мають спільну мету: створити функціонуючий фотонний квантовий пристрій в університеті Ла Сапієнца до 2026 року. Після завершення проекту програмне забезпечення, розроблене в університеті Монпельє та Єдиному фонді, допоможе протестувати цей пристрій.
Перше завдання нового квантового комп'ютера полягатиме в розробці передових літій-іонних акумуляторів. Використовуючи варіаційні квантові алгоритми, які допомагають квантовим системам виконувати завдання більш ефективно, квантові обчислення можуть моделювати хімію акумуляторів, пришвидшувати відкриття нових матеріалів та покращувати моніторинг стану.
Хоча вчені розуміють закони, які регулюють поведінку атомів і молекул, відстеження їх взаємодій у реальному часі є вкрай складним і перевищує можливості сучасних кремнієвих комп'ютерів. Дослідники сподіваються, що квантові комп'ютери зможуть пришвидшити розробку нових матеріалів для акумуляторів і медикаментів.
Результати дослідження були опубліковані в журналі Horizon Magazine.
Джерело: ZMEScience
