Квантовый компьютер: уже совсем близко

Квантовый компьютер: уже совсем близко

Новое изобретение ускорит его воплощение в жизнь

Сотрудники Физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова научились управлять поляризацией света в пределах компьютерного чипа. Они разработали теоретическую модель и построили установку, позволяющую создавать компактные оптические элементы для чипов квантового компьютера.

Одна из важных характеристик светового пучка - поляризация, направление плоскости распространения световой волны. Поляризация световой волны - дополнительная информация о состоянии света наряду с другими физическими характеристиками.

Возможность управлять поляризационным состоянием значительно расширяет возможности оптических устройств. В частности, оптические элементы, позволяющие контролировать поляризацию света, могут использоваться в чипах квантовых компьютеров. С их помощью увеличивается число способов, которыми можно изменить состояние света. Другими словами, размерность полного преобразования.

«Основная цель нашей работы – научиться управлять поляризационным состоянием света на чипе. Использование поляризационных преобразований квантовых состояний света вместе с пространственными преобразованиями позволит эффективно увеличить размерность полного преобразования без существенного увеличения числа оптических элементов», – рассказал один из авторов исследования Иван Дьяконов, научный сотрудник кафедры Квантовой электроники Физического факультета МГУ.

Для создания устройства учёные использовали лазер, генерирующий сверхкороткие импульсы. Этот метод называется фемтосекундной печатью (ФСП) и является наиболее быстрым и дешёвым способом создания подобных устройств. В частности, с помощью ФСП создают волноводы – специальные каналы, по которым распространяется свет.

Однако в волноводах, созданных при помощи такой техники, физические свойства распределены однородно по всем направлениям - такое свойство называется низкой анизотропией. Этот недостаток не позволяет создавать устройства компактных размеров. Но учёным физического факультета удалось преодолеть эту проблему.

«Мы разработали метод локального увеличения анизотропии, позволяющий изготавливать поляризационные устройства, занимающие значительно меньше места на чипе, нежели продемонстрированные ранее в других группах», – пояснил Иван Дьяконов.

Исследователи описали теоретическую модель компактного поляризационного устройства, а также создали действующую экспериментальную установку.

Все этапы работы — от теоретического описания до обработки результатов эксперимента — осуществлялись сотрудниками Физического факультета МГУ. Результаты её опубликованы в журнале Optics Letters.