量子飞跃:哈佛的微型芯片连接量子计算机

哈佛大学的科学家开发了一种开创性的光子路由器,该路由器将光学信号连接到微波盘中的超导速度,这是许多量子计算机的基础。这项创新可以克服量子计算的最大障碍之一:获得不同的量子系统来有效地“交谈”。关键在于使用光而不是笨重的电线来控制和[...]

来源:SciTech日报
哈佛大学的研究人员建造了第一个仅使用光来控制超导量子位的设备,为大规模量子网络铺平了道路。 (艺术家的概念。)图片来源:SciTechDaily.com

哈佛大学的科学家开发了一种突破性的光子路由器,可将光信号连接到超导微波量子位,这是许多量子计算机的构建模块。

光子

这项创新可以克服量子计算的最大障碍之一:让不同的量子系统有效地相互“对话”。关键在于使用轻型而不是笨重的电线来控制和连接量子位,从而实现更快、更具可扩展性和更强大的量子网络。这种微型芯片大小的设备可以帮助分布式、基于光纤的量子计算机更接近现实。

量子计算

迈向模块化量子网络

哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院 (SEAS) 的应用物理学家开发了一种光子路由器,有一天可以通过现有的光纤网络连接量子计算机。该器件为依赖微波信号的量子系统(尤其是对电噪声敏感的量子系统)创建了强大的光学接口。

这一进展使研究人员距离构建模块化、分布式量子计算网络又近了一步。这些网络将通过当今的全球电信基础设施发送量子信息,该基础设施已经将数据作为光脉冲(称为光子)通过数百万英里的光纤传输。

微波光量子传感器的光学显微照片。图片来源:Lončar 集团/Harvard SEAS

弥合量子间隙

自然物理学

该换能器实际上是光子的路由器,它弥合了微波和光学光子之间的巨大能隙,从而能够利用数英里之外产生的光信号来控制微波量子位。  该设备是同类设备中第一个展示仅使用光控制超导量子位的设备。

可扩展量子系统的光功率

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