UMass Amherst و UCSB تُظهران تقنية الشريحة الفوتونية للأنظمة الكمية المصغرة

أظهر باحثون من UMass Amherst وUniversity of California Santa Barbara تقنية نظام متكامل على شريحة تستبدل الليزر والمكونات البصرية بحجم الغرفة بشرائح فوتونية مصغرة. بقيادة الأستاذ المساعد Robert Niffenegger والأستاذ Daniel Blumenthal، استخدم الفريق تقنية الأيونات المحبوسة لإجراء عمليات الكيوبت والساعة على جهاز بحجم الشريحة. هذا الإنجاز خطوة حاسمة نحو تقليص العتاد الكمي من منشآت بحجم الغرفة إلى شكل محمول بحجم مجموعة أوراق اللعب تقريباً. الاختراق التقني، المنشور في مجلة علمية، يعالج عنق زجاجة قابلية التوسع الناجم عن غرف التفريغ الضخمة المعزولة عن الاهتزاز والتجاويف البصرية فائقة الاستقرار. بدلاً من الاعتماد على أنظمة العزل التقليدية الضخمة، طور الباحثون طريقة للتعويض النشط عن انحراف الليزر باستخدام التقنية الفوتونية. حقق هذا النهج إعداد وقياس حالة الكيوبت عالي الدقة المطلوب للحوسبة الكمية، مع جعل العتاد متيناً بما يكفي للعمل خارج بيئة التفريغ العالي. لتصغير هذه المكونات آثار كبيرة لكل من المعالجات الكمية واسعة النطاق والاستشعار الدقيق. للحوسبة، يُنظر إلى التكامل على أنه المسار الوحيد القابل للتطبيق لدعم ملايين الكيوبتات المطلوبة للعمليات المتحملة للأخطاء. للاستشعار، تمكِّن التقنية من تطوير ساعات بصرية محمولة للملاحة في الفضاء العميق ونظام تحديد المواقع عالي الدقة ورسم خرائط مجال الجاذبية الأرضية بدقة السنتيمتر. الهدف التالي للفرق هو التكامل الكامل، دمج مصيدة الأيونات والليزر والتجاويف البصرية في نظام كمي موحد على شريحة واحدة.