Магнитсіз кванттық серпіліс: жарық атомдарды деректерді жіберу үшін қалай «бағдарламалайды»
Вильнюс университетінің физиктері кванттық жүйелерді басқару тәсілін түбегейлі өзгертетін теориялық модельді ұсынды. Олар сыртқы магнит өрістерінен толық бас тартып, атомдарды жарық көмегімен «бағдарламалауды» ұсынады. Бұл жай зертханалық қызық емес — бұл кванттық компьютерлер мен қорғалған коммуникациялар архитектурасындағы ықтимал парадигмалық ауысым.
Модельдің негізінде оптикалық құйындар — спиральды толқындық фронты бар лазерлік шоқтар жатыр. Мұндай шоқтың ортасында қарқындылық нөлге дейін төмендеп, қараңғы «ядро» құрайды. Бұл ядроның өлшемі оң және теріс кез келген бүтін мәндерді қабылдай алатын топологиялық зарядпен анықталады. Негізгі сәт: мұндағы мүмкін күйлердің саны іс жүзінде шектелмеген. Тәжірибеде бұл 10 000 түрлі күйді білдіреді, бұл ақпаратты екілік кубиттерде емес, кванттық ақпараттың көпөлшемді бірліктері — кудиттерде кодтауға мүмкіндік береді.
Жұмыс механизмі әдемі көрінеді. Жарық алдымен үш энергетикалық газ ортасындағы атомдарды «баптайды». Дайындалған орта шоқтың кеңістіктік өрнегін мұра етеді: кейбір аймақтарда атомдар сәулеленуді белсенді жұтады, басқаларында мөлдір дерлік болады. Содан кейін кері байланыс басталады — атомдық жауап шоқтың өзін қайта құрып, қарапайым сақиналы құрылымды орталықтың айналасындағы бірнеше жарқын аймақтары бар күрделі жапырақша үлгісіне айналдырады. Поляризациялық құрылым да өзгереді. Бұрын мұндай бақылау үшін массивті магниттік жүйелер мен үлкен жабдықтар қажет болды.
Теориялық тұрғыдан бұл әзірлема жылдамырақ кванттық процессорларға, жоғары қорғалған кванттық желілерге және өте дәл оптикалық датчиктерге жол ашады. Магнит өрістерінің болмауы масштабтауды және қолданыстағы жартылай өткізгіш инфрақұрылыммен интеграцияны жеңілдетеді.
Менің талдауым: Бұл маңызды қадам, бірақ әзірге таза теориялық. Негізгі сын — нақты жағдайларда эксперименттік іске асыру және топологиялық зарядты бақылау. Егер модель тәжірибеде расталса, біз жарық бір уақытта процессор мен жад рөлін атқаратын принципті жаңа кванттық құрылғылар класын аламыз. Алайда коммерциялық өнімдерге дейін — кемінде 5–7 жыл.