Сегодня 05 ноября 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Впервые в оптоволокне свет столкнулся со звуком — квантовые компьютеры дождались прорыва

Сильные взаимодействия света и акустических колебаний способны привнести много нового в развитие квантовых компьютеров как в области процессоров, так и памяти. До сих пор для этого использовались микрорезонаторы, что усложняло дело. Теперь учёные впервые смогли связать свет и колебания в обычном оптоволокне, и это сильно упростит архитектуру вычислений.

 Источник изображения: Laura Blázquez Martínez

Источник изображения: Laura Blázquez Martínez

О прорыве сообщили исследователи из Института науки о свете Общества Макса Планка (Max Planck Institute for the Science of Light) и Ганноверского университета имени Лейбница (Leibniz University). В основе эксперимента лежит процесс неупругого рассеяния света на акустических фононах — так называемое вынужденное рассеяние Мандельштама—Бриллюэна. Акустические волны меняют преломление среды, по которой движутся они и свет и, тем самым, воздействуют на фотоны. Одновременно фотоны воздействуют на фононы (колебания) и обмениваются с ними энергией, а энергия — это информация.

Проблема была в том, что свет проходит по обычному оптоволокну очень быстро и взаимодействует с акустической волной лишь на ограниченном участке и фактически однократно, тогда как в резонаторе свет миллионы и десятки миллионов раз проходит через одну и ту же область, что гарантирует эффект сильного взаимодействия.

Было бы заманчиво заставить свет взаимодействовать с акустическими колебаниями на коротких отрезках обычного волокна, например, соединяющего два квантовых компьютера в соседних комнатах. Тогда такой отрезок волокна может служить частью квантового процессора или памяти, поскольку сильные взаимодействия света и звука происходят раньше потери когерентности и могут служить как для обработки квантового сигнала, так и для буферизации данных, ведь звуковые волны заметно медленнее оптической или микроволновой частоты квантового процессора, а память для квантовых платформ — это очень больное место.

Уход от микрорезонаторов сильно упростил бы архитектуру квантовых вычислителей. Кроме того, оптоволокно — это перенос квантовых явлений в наш мир макрообъектов и величин. Учёные десятилетиями бьются над вопросом объединения классической и квантовой физики, а оптоволокно, вот оно — уже в основе нашего мира телекоммуникаций. Это классическая физика, которой становятся доступны наблюдения за квантовыми явлениями.

Свой эксперимент учёные провели при охлаждении оптоволокна до температуры 4 К, то есть примерно −269 °C. Исследователи пропустили свет через охлаждённое оптическое волокно и зарегистрировали характерный разрыв в спектральном отклике системы. Именно такой разрыв указывает на сильную связь между светом и акустическими колебаниями. В резонаторах подобный режим проявляет себя аналогичным образом. В эксперименте для чёткой фиксации сильного взаимодействия света и звука оказалось достаточно однократного прохождения света, который буквально сталкивался там со звуковой волной.

Результат создаёт основу для дальнейших исследований квантовой обработки сигналов предложенным способом. Резюмируя сказанной выше, подчеркнём, что взаимодействие света с акустическими колебаниями (в общем случае — с механическими) потенциально позволит преобразовывать сигналы между оптическими частотами и микроволновым диапазоном, в котором работают многие квантовые вычислительные устройства. Иначе говоря, микроволновый сигнал на выходе компьютера можно прямо в волокне преобразовать в оптический и дальше распространять обычным образом.

Также, поскольку акустические волны распространяются значительно медленнее света, они представляют интерес для временной буферизации информации. Кроме того, новая экспериментальная платформа может помочь изучать квантовые свойства механических колебаний в относительно массивных объектах, которыми являются оптические волокна, привнося квантовые явления в мир классических приборов и делая квантовую науку доступной более широкому кругу учёных.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про искусственный интеллект

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
ИИ-агенты OpenAI выявили почти 1000 уязвимостей в ядре Linux 7 мин.
OpenAI представила GPT-6 Cyber — свою лучшую ИИ-модель для защиты от киберугроз 10 мин.
Всё-таки «Тарков» в космосе: Никита Буянов подтвердил связь Fragmentary Order и Escape from Tarkov 29 мин.
Приложение Xbox для ПК стало запускаться на 60 % быстрее, а сервис Xbox Cloud Gaming получил новый интерфейс 2 ч.
Герои, бандиты и красоты Вайс-Сити: Rockstar показала 39 новых скриншотов GTA VI 3 ч.
Геймплея нет, купи футболку: Bethesda выпустила фирменную одежду по The Elder Scrolls VI: Sentinel, чтобы фанаты могли «показать свой ажиотаж» 4 ч.
Anthropic смягчила запрет на клонирование популярных игр через Claude Code 4 ч.
Исследование показало, как большие компании последние 26 лет убивали игровые студии 5 ч.
Хакеры взламывали Android-смартфоны через дыры в Chrome и графике Snapdragon 8 ч.
Россияне массово покупают доступ к зарубежным ИИ через серые схемы — с рисками, зато по дешёвке 8 ч.
Акции чипмейкеров и операторов дата-центров обрушились после победы демократов на выборах в США 4 мин.
Blue Origin отложила запуск New Glenn на январь — ремонт стартовой площадки после взрыва затягивается 59 мин.
SanDisk сделала ставку на HBF, но выпускать её пока негде, поскольку Kioxia выбрала иной путь развития памяти 2 ч.
Motorola представила флагман Signature 27 с батареей на 7000 мА·ч и EVS-сенсором за $1599 2 ч.
Роботы на GPT-6 умеют творить без предварительного обучения, но пока не могут нормально работать руками — в Unitree объяснили почему 2 ч.
«Лучший дисплей для ноутбука»: первые обзоры новых MacBook Pro расхваливают OLED, но не сенсорное управление 4 ч.
SpaceX намерена запустить в 2027 году 10 ГВт мощностей ИИ ЦОД — цель представляется достижимой 5 ч.
У неооблачных партнёров Microsoft возникли задержки со строительством ИИ ЦОД 6 ч.
Microsoft не воспользовалась опционом на расширение многомиллиардного договора аренды ИИ ЦОД Nscale 6 ч.
«Защитники энергосети»: OpenAI готова умерить аппетиты своих ИИ ЦОД, на время отдавая на нужды населения до 1 ГВт 6 ч.