Российские ученые создают квантовую память на основе устройств микроволнового диапазона
МОСКВА, 4 сентября. /ТАСС/. Ученые Казанского квантового центра Казанского национального исследовательского технического университета имени А. Н. Туполева (КНИТУ-КАИ) разрабатывают систему устройств, выполняющих функции памяти для квантовых компьютеров и систем коммуникаций. Создающаяся память будет способна сохранять до 99,9% данных при хранении и передаче, сообщил в среду ТАСС директор центра, профессор Сергей Моисеев. Квантовые компьютеры, способные производить вычисления, на выполнение которых обычному компьютеру понадобились бы десятки лет, нуждаются в особой памяти, при которой система могла бы работать одновременно с большим количеством квантовых битов (фотонных кубитов) информации и обеспечивать минимальные потери при ее хранении и переносе. Сам процесс записи и считывания должен обладать высокоточной адресацией, при которой можно было бы отследить действия каждого фотонного кубита. Авторы исследования работают над созданием подобной квантовой памяти, используя волноводно-резонаторную технологию хранения и передачи данных в микроволновом диапазоне частот - одном из перспективных направлений создания многокубитового квантового компьютера. "Мы разрабатываем память для квантовых компьютеров, использующих сверхпроводящие кубиты в качестве процессоров и микроволновые фотонные кубиты в качестве носителей информации. Основу архитектуры памяти составляют микроволновые волноводы и системы высокодобротных резонаторов, соединенные друг с другом специальным образом. Она позволяет одновременно добиться широкополосного канала передачи данных и обеспечить высокие показатели сохранения информации при ее переносе. Мы рассчитываем, что результатом нашей работы станет появление суперэффективной многорезонаторной квантовой памяти, которая позволит сохранять на долгое время 999 из 1000 фотонных волновых пакетов, на квантовых состояниях которых сможет передаваться и обрабатываться информация в многокубитовых квантовых компьютерах", - пояснил собеседник агентства. Ученые создали экспериментальную установку и испытали ее в условиях комнатной температуры. Показатель так называемой квантовой эффективности, определявшейся способностью резонаторов долго сохранять колебания (добротность), составил 16,5%. Чтобы его увеличить, исследователи планируют адаптировать элементы системы к работе в условиях низких температур (около 273 градусов ниже ноля). "В течение ближайшего года мы намерены испытать систему волноводов и резонаторов при низких температурах. Такие условия нужны, чтобы повысить добротность используемых резонаторов в тысячу раз и даже более, и, соответственно, обеспечить способность сохранять фотонные кубиты в ячейке квантовой памяти без разрушения и с очень высокой точностью. На сегодня очевидно, что архитектура памяти, основанная на системе высокодобротных резонаторов, будет способна так работать", - резюмировал ученый. Научная работа поддержана грантами Российского фонда фундаментальных исследований и Российского научного фонда.