Ученые нашли способ соединить квантовые устройства вместе, передав между ними запутанность — как одно из кардинально квантовых свойств. Звучит это скучно и сложно (но это не слишком сложно), но все произошедшее важно. Любая часть электроники включает в себя межсоединение, связывая один компонент с другим. Как пояснили в Technology Review, эта часть может занимать большую часть пространства на кремниевом чипе; и пределы межсоединения часто ограничиваются производительностью вычислительной системы. По крайней мере на данный момент.

Одна из самых перспективных форм будущей электроники является квантовый компьютер и его различные ассоциированные квантовые технологии, такие как квантовые связи, квантовая криптография, квантовая метрология, и так далее.

Физики уже сделали большие успехи в строительстве и доказательстве правильности принципа такого устройства, которое использует законы квантовой физики, чтобы совершать серьезные вычисления, что было бы невозможно с чисто классической механикой. И все же серьезные проблемы остаются. Эти устройства должны работать в изоляции, так как никто не усовершенствовал эффективный способ соединения их вместе.

Но сегодня все изменилось, благодаря команде ученых во главе с Марком Томпсоном [Mark Thompson] из университета Бристоля в Великобритании, и нескольких ученых со всего мира. Эти ребята создали и испытали квантовый интерконнект, который связывает отдельные чипы кремниевой фотоники и несет фотоны и, самое главное, запутанность между ними.

Марк Томпсон и его коллеги сделали это с помощью простого оптического волокна. Их кремниевые чипы имеют два источника фотонов, которые путешествуют вместе по фотонным каналам, которые перекрывают друг друга. Когда фотоны встречаются в области перекрытия, они запутываются, а затем проводят эту запутанность вдоль отдельных дорожек через устройства.

Ролью квантового интерконнекта является передача фотонов в другой чип, где они сохраняют свой путь в кодировке запутывания. Но как это может быть сделано, когда соединение состоит из одного пути вдоль волокна?

Хитрость Томсона и приятелей заключается в том, что они преобразовывают запутанность пути в различного рода запутанности, в данном случае в области поляризации. Они сделали это, позволяя запутанным фотонам вмешиваться в недавно созданный фотонами пути, заставляя их становиться поляризованными. Это также запутывает недавно созданные фотоны, которые проходят по оптоволокну и двинуться во второй кремниевый фотонный чип.

В настоящее время в системе не все идеально, но Томпсон говорит, что все это может быть улучшено в будущем путем оптимизации различных аспектов дизайна. Реальный же вынос состоит в том, что система по крайней мере может передать эти фотоны. Сегодня мы с упоением наблюдаем, как квантовый интерконнект и остальные квантовые технологии развивается, что в результате должно привести к более мощной, крошечной электроники. И к будущему.

+Technology Review