Ученые создают квантовые компьютеры из стекла и света
Физик Джулия Акконча из Политехнического университета Милана увлеклась электроникой еще в школьные годы, а теперь возглавляет международную инициативу QLASS, которая поставила перед собой невероятно амбициозную задачу: создание фотонного квантового компьютера, где передача информации осуществляется при помощи не электронов, как в обычных чипах, а фотонов — частиц света.
Фотонные квантовые компьютеры отличаются невероятной вычислительной мощностью, но на пути масштабного воплощения этой смелой идеи пока что встает слишком много технических препятствий. Чтобы преодолеть их, исследовательские центры и компании из Италии, Франции и Германии объединились в рамках QLASS. В отличие от традиционных подходов, команда использует стеклянные чипы, разработанные итальянской компанией Ephos. Эти чипы позволяют направлять фотоны с минимальными потерями благодаря точной лазерной обработке стекла — инновационной технологии, которая позволяет создавать в структуре чипа сложные оптические схемы. Главная цель — генерировать одиночные фотоны и точно управлять их движением в микроскопических стеклянных каналах, не теряя при этом ни одной частицы информации.
Каждый элемент этой технологической мозаики требует высочайшей точности участников, которые ее собирают. Немецкие партнеры из Pixel Photonics разрабатывают сверхчувствительные детекторы для регистрации фотонов, компания Schott AG поставляет стекло высочайшего качества, команда Аккончи в Милане отвечает за электронику, управляющую всей системой. Ученые из Университета Сапиенца в Риме занимаются генерацией фотонов, а французские специалисты создают программное обеспечение с открытым кодом и моделируют применение квантовых технологий, в том числе, передовые системы хранения энергии.
Проект QLASS вписывается в стратегические цели Европы по развитию цифровой индустрии и независимой полупроводниковой отрасли, заложенные в программах Digital Decade и Chips Act. Ученые собираются уже к 2026 году создать рабочий образец фотонного квантового устройства, который будет протестирован с помощью программного обеспечения, разработанного участниками инициативы из Франции. Первая задача для перспективного фотонного компьютера — разработка более эффективных литий-ионных аккумуляторов, без которых невозможен эффективный энергетический переход Европы.
Специалисты уверены: фотонные квантовые компьютеры откроют доступ к новым уровням понимания фундаментальных. Способность моделировать квантовые системы в реальном времени может привести к революции в создании новых лекарств, инновационных материалов и источников энергии. Возможно, именно фотонные вычислительные машины помогут ученым разгадать самые глубокие тайны устройства Вселенной — именно это, по мнению Андреа Роккетто, теоретического физика и сооснователя Ephos, является главной причиной, по которой человечество должно создать такие компьютеры.
