Использовав кубит при создании излучателя для квантовых компьютеров, исследователи сделали новый источник излучения небывало эффективным и гибким.
Международная группа учёных использовала сверхпроводящий кубит («квантовый бит») в качестве источника одиночных фотонов микроволнового излучения. Новый источник может перестраивать частоту излучения «на лету» и обладает высокой эффективностью. Разработка пригодится для создания квантовых компьютеров и систем связи, а также в изучении взаимодействия между светом и веществом. Соответствующая статья опубликована в Nature Communications
Однофотонные источники излучения могут «выстреливать» по одному фотону за раз и поэтому служат важным компонентом всех квантовых вычислительных систем. Единичный фотон невозможно перехватить, не изменив его состояние. Поэтому именно на них базируется и квантовая передача данных, в принципе защищённая от незаметного перехвата, и квантовые компьютеры, с помощью которых моделируют сложные квантово-механические системы.
Поэтому в новой работе учёные создали искусственный атом — кубит (квантовый бит), построенный из нескольких джозефсоновских контактов. Такой контакт состоит из двух сверхпроводников, разделённых тонким слоем диэлектрика. Носителями тока в сверхпроводнике выступают куперовские пары электронов. Они могут «просачиваться» (туннелировать) через тонкий слой диэлектрика, переводя этим кубит из возбуждённого состояния с большей энергией в основное, невозбуждённое, с меньшей энергией. Случаются и переходы в противоположную сторону.
В этой схеме важно то, что кубит на джозефсоновских контактах легко контролируется магнитным полем. Достаточно перестроить внешнее магнитное поле, чтобы быстро изменить длину излучаемого фотона и, соответственно, частоту излучения. Новинка позволяет менять частоту в весьма широком диапазоне от 7,75 до 10,5 гигагерц. Эффективность источника, то есть вероятность испустить фотон в «исходящий» волновод, определяется ёмкостями между волноводами и кубитом. За счёт правильного подбора соотношения ёмкостей эффективность нового источника может достигнуть 99,99 процента, что куда выше теоретического предела для других однофотонных источников. Даже несмотря на то, что пока практически удалось добиться КПД лишь выше 65 процентов, речь всё равно идёт о рекордно высокой эффективности, к тому же в невиданно широком диапазоне частот. Взято с https://life.ru
Обсуждение закрыто.