低噪声换能器可以弥合微波和光量子位之间的间隙

为建立超导量子计算机的努力,世界各地的研究人员正在努力开发使用微波辐射(微波光子)的单个粒子作为Qubits的电路,这些电路是量子计算的基本构建块。

来源:英国物理学家网首页
微波部到光学光子转换使远程超导量子计算机的网络。这种假色扫描电子显微镜图像显示了由加州理工学院研究人员开发的综合硅电机力学谐振器。该图像是在加州理工学院的卡夫利纳米科学研究所捕获的。学分:韩Zha和William Chen

为建立超导量子计算机的努力,世界各地的研究人员正在努力开发使用微波辐射(微波光子)的单个粒子作为Qubits的电路,这些电路是量子计算的基本构建块。

这些微波炉是由于其易于控制和可扩展制造而建造量子计算机的领先方法。需要将设备冷却至30毫米(-459.6摄氏度)的超高温度,以使背景噪声保持足够低的水平,以便可以检测和使用单个微波光子。

背景噪声 微波光子

,但是微波光子在室温下很快丢失了量子信息(装饰)。为了通过诸如当前互联网使用的光电缆在室温下在室温下传输这些Qubit,微波光子需要转换为更高能量的光学光子。这样的转换可以使大规模分布式超导量子计算机的构建。

室温

现在,由加州理工学院电气工程和应用物理学助理教授Mohammad Mirhosseini领导的研究人员已经开发了一个芯片换能器,以帮助弥合这一巨大的能量差距。硅设备执行逐步转换,将微波光子转换为光学光子。这项工作在《自然纳米技术》杂志中描述。

描述 自然纳米技术 设备

加州理工学院的研究生Abhishek Kejriwal还是该论文的作者。

更多信息: doi:10.1038/s41565-025-01874-8