Kvantinė kompiuterija yra potenciali proveržio technologija, kuri gali gerokai viršyti šiuolaikinių{0}}kompiuterinių sistemų techninius apribojimus atliekant kai kurias užduotis. Tačiau sukurti praktiškus,-stambaus masto kvantinius kompiuterius išlieka sudėtinga, ypač dėl sudėtingų ir subtilių metodų.
Kai kuriose kvantinės skaičiavimo sistemose pavieniai jonai (įkrauti atomai, pvz., stroncis) yra sulaikomi ir veikiami elektromagnetinių laukų, įskaitant lazerio šviesą, kad būtų sukurti tam tikri efektai, naudojami skaičiavimams atlikti. Tokios grandinės reikalauja daug skirtingų bangos ilgių šviesos, kad būtų įvesta į skirtingas prietaiso padėtis, o tai reiškia, kad daug lazerio spindulių turi būti tinkamai išdėstyti ir nukreipti į nurodytą vietą. Tokiais atvejais praktiniai daugybės skirtingų šviesos spindulių tiekimo ribotoje erdvėje apribojimai tampa sunkumu.
Norėdami tai išspręsti, Osakos universiteto mokslininkai ištyrė unikalius būdus, kaip perduoti šviesą ribotoje erdvėje. Jų darbas atskleidė galingą-nanofotoninę grandinę su optiniais pluoštais, pritvirtintais prie bangolaidžių, kad būtų galima nukreipti šešis skirtingus lazerio spindulius į paskirties vietas. Išvados buvo paskelbtos mAPL Quantum.
„Dar nebuvo sukurti mastelio keitimo praktiški fotoninių grandinių, susijusių su įstrigusių{0}}jonų kvantiniais kompiuteriais, konfigūravimo metodai, leidžiantys perduoti lazerio šviesą“, – sako autorius Alto Osada. „Norėdami įveikti šį iššūkį, norėjome sukurti veiksmingą metodą, kuris apimtų visas jonų gaudyklės gaudymo zonas.
Atliekant tyrimą, bangolaidžiai turėjo būti padalyti ir kūrybiškai pertvarkyti grandinės viduje, kad skirtingi lazerio spinduliai būtų perduoti į tinkamas vietas. Projektuojant taip pat turėjo būti atsižvelgta į galimybę išjungti ir įjungti lazerio spindulius atskirai, tuo pačiu užtikrinant didžiausią galimą energijos vartojimo efektyvumą.
Gauti bangolaidžio raštai atrodo kaip sudėtingi,{0}}akį traukiantys gobelenai, kai lazerio spinduliai kerta vienas kitą ir juda grandinėmis.
„Mūsų darbas rodo, kad šis metodas gali leisti kelis šimtus kubitų viename luste“, – pabrėžia Osada. Kubitai nurodo pagrindinius kvantinio skaičiavimo vienetus, pagal kuriuos veikia kvantiniai algoritmai, kad išspręstų realias{1}}pasaulio problemas.
Tyrėjai naudojo du modelių formavimo būdus, vadinamus burbulų rūšiavimu ir blokiniu dubliavimu. Nustatyta, kad abu modeliai turi pranašumų, o mokslininkai teigia, kad pasirinkimas tarp dviejų priklausys nuo tokių veiksnių kaip reikalingų lazerio spindulių skaičius ir fotoninių elementų nuostoliai. Tyrimas sėkmingai išryškino sudėtingų bangolaidžių modelių panaudojimo grandinėse galimybes ir galimybes, kad šviesos pluoštai būtų įstrigę jonams.
Šis tyrimas suteikia įdomių pasekmių, kad tą pačią koncepciją būtų galima pritaikyti ne tik kvantiniam skaičiavimui, bet ir pažangių optinių sistemų gamybai, o tai yra svarbus technologinis proveržis su įvairiais pritaikymais.
