Исследователи Массачусетского технологического института представили инновативную технологию, способную значительно продвинуть разработки в области квантовых компьютеров. Их новое устройство позволяет квантовым процессорам обмениваться данными напрямую, что значительно снижает вероятность ошибок, возникающих в процессе передачи информации через множество узлов. Это важное достижение опубликовано в журнале Nature Physics.
Сегодняшние квантовые компьютеры используют сложную архитектуру с точечным соединением, что затрудняет масштабирование технологий. Ученые предложили альтернативный подход — систему с «полным подключением» (all-to-all), которая обеспечивает мгновенный обмен данными между всеми квантовыми процессорами в сети, что открывает новые горизонты в квантовых вычислениях.
В рамках исследования была создана сеть, состоящая из двух квантовых процессоров, между которыми осуществлялся обмен микроволновыми фотонами. Эти фотоны, представляющие собой частицы света, являются носителями квантовой информации и играют ключевую роль в квантовой связи. Одной из основных задач квантовых вычислений является создание удаленной запутанности, когда два процессора остаются взаимосвязанными независимо от расстояния между ними. Новое устройство успешно решает эту проблему.
Центральным элементом системы стала сверхпроводящая волноводная линия, позволяющая фотонам перемещаться между процессорами. Ученые могут точно контролировать направление передачи и подключать дополнительные модули, что значительно увеличивает функциональность системы. Для повышения точности передачи информации применяются алгоритмы машинного обучения, которые помогают предсказывать искажения фотонов в процессе их перемещения. Это позволяет заранее корректировать форму фотонов, что увеличивает вероятность успешного их поглощения на приемной стороне.
Команда исследователей добилась эффективности поглощения свыше 60%, что достаточно для проявления состояния квантовой запутанности. Применение данной технологии открывает возможности для создания квантового интернета и масштабируемых систем квантовых вычислений. В будущем ученые планируют повысить качество передачи данных, используя трехмерные структуры вместо традиционных соединений, что должно привести к еще более серьезным прорывам в этой захватывающей области.
