В Иллинойсе создали эффективный оптический изолятор квантового компьютера

Конструкцию оптического изолятора, позволяющую значительно уменьшить размер и повысить удобство использования квантового вычислителя предложили исследователи из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейне, 21 октября следует из статьи, опубликованной в журнале Nature Photonics.

Исследователи предложили более компактный изолятор, блокирующий нежелательные отражения лазерного луча, с помощью которого происходит изменение состояния атомов квантового компьютера. Существующие в крупных квантовых установках изоляторы до сих пор не удавалось минимизировать, пишет Гаурав Бахль, руководитель исследовательской группы.

Изолятор в квантовом компьютере выполняет очень важную функцию: проводит свет только в одном направлении и не пропускает его обратно. Привычные для лазеров магнитные изоляторы в компактных небольших квантовых системах трудно приспосабливаются, так как магнитное поле изолятора оказывает паразитарное влияние на сами атомы, участвующие в обмене информацией. Изоляторы на основе кристаллов имеют недостатки по отражению и поглощению света.

Группа исследователей из Иллинойса использовала световоды, окруженные кольцевым резонатором, для создания оптического изолятора. Так, свет, проходящий по световоду, свободно распространяется в нужном направлении, но резонатор, наполненный звуковыми волнами, останавливает свет, распространяющийся в обратном направлении. Вероятность движения света в обратном направлении составляет при этом одну десятитысячную.

Изобретение позволило увеличить производительность квантовой системы по отношению к стандартным изоляторам на кристаллах для малых систем, и такую же эффективность, как магнитные изоляторы для громоздких систем. Также новый оптический изолятор может настраиваться на разные длины волн.

Сообщается, что работу финансировали Агентство перспективных исследовательских проектов в области обороны, Управление научных исследований ВВС, Национальный научный фонд и Управление военно-морских исследований.