Квантовите компютри използват специални битове, наречени кюбити, които често са направени от микровълнови фотони - миниатюрни частици микровълнова енергия, съобщи Knowridge.

Тези микровълнови кюбити са полезни, тъй като са лесни за контрол и могат да бъдат направени с помощта на съществуващите технологии.

Те обаче работят само при изключително ниски температури - близки до абсолютната нула.

Това е така, защото всяка топлина създава твърде много шум, който бързо унищожава крехката квантова информация.

Това представлява голям проблем. Микровълновите кюбити не могат да пътуват на дълги разстояния по обикновените интернет кабели, защото губят информацията си в по-топла среда.

Но оптичните фотони (използвани в оптичните интернет кабели) могат да пътуват много по-далеч при стайна температура.

Учените се опитват да преобразуват микровълновите фотони в оптични, така че квантовите компютри да могат да комуникират на дълги разстояния, точно както днешните компютри комуникират по интернет.

Сега екип, ръководен от Мохамед Мирхосейни, професор в Калифорнийския технологичен институт, е създал ново устройство в чип, което може да реши този проблем. Техният миниатюрен силициев преобразувател може да превръща микровълнови фотони в оптични фотони чрез интелигентен процес „стъпка по стъпка“. Тяхната работа е публикувана наскоро в Nature Nanotechnology.

Ето как работи устройството: Устройството съдържа много малък силициев лъч, който може да вибрира на 5 гигахерца (GHz). Този лъч се свързва с микровълнов резонатор, който е като малка кутия, в която се отразяват микровълнови фотони. Когато влезе микровълнов фотон, той кара лъча да вибрира. След това, с помощта на лазерна светлина, тази вибрация се превръща в оптичен фотон.

Макар че е трудно да се свържат директно микровълновите и оптичните фотони, по-лесно е да се премине през механична стъпка по средата, казва Уилям Чен, дипломант от Калтех и съавтор на водещия автор. Тази междинна стъпка - вибриращият лъч - действа като мост между двата вида фотони.

Едно от най-големите предизвикателства в този вид работа е поддържането на ниско ниво на шума. Шумът се отнася до нежелани сигнали, които могат да се намесят в реалните. Екипът е изградил своето устройство от силиций, който не се нагрява много под въздействието на лазерната светлина. Това им е помогнало да запазят нивата на шума много ниски.

Освен това устройството им работи 100 пъти по-добре от по-старите системи при преобразуването на микровълнови фотони в оптични при същото ниво на шума. Освен това е по-лесно да се направи в по-голям мащаб.

Този вълнуващ пробив може един ден да помогне за свързването на квантови компютри на големи разстояния, което ще ни доближи до квантовата версия на интернет. | БГНЕС