Для создания полноценных квантовых компьютеров, способных решать задачи в области кибербезопасности или разработки лекарств, потребуется управление миллионами кубитов. Ключевая проблема заключалась в том, что традиционный подход требовал отдельного лазерного луча для каждого кубита, что технически крайне сложно.
Исследователи из проекта MITRE предложили решение. Они создали фотонный чип размером один квадратный миллиметр, который проецирует изображения, например, «Моны Лизы», на область меньше двух человеческих яйцеклеток.
Устройство способно генерировать 68,6 миллионов отдельных световых пятен в секунду, что более чем в 50 раз превышает показатели предыдущих технологий вроде микрозеркальных массивов. Отличительная особенность чипа — массив микроскопических консолей, которые изгибаются под воздействием напряжения, действуя как миниатюрные трамплины для света. Каждая консоль содержит пьезоэлектрический слой из нитрида алюминия, который под напряжением расширяется или сжимается, перемещая микромашину и позволяя сканировать лучи по двумерной области.
Процесс изготовления консолей, включающий удаление слоя под ними для снятия напряжений и добавление стержней из диоксида кремния, был отработан довольно гладко. Более сложной задачей стала синхронизация движения консолей и света для получения нужных цветов в нужное время. Тем не менее, команде удалось спроецировать несколько видеороликов, включая фрагменты мультфильма.
Благодаря высокой скорости сканирования, чип позволяет управлять большим количеством кубитов с помощью меньшего числа лазеров, что критически важно для масштабирования квантовых компьютеров до миллионов кубитов. Кроме того, технология может найти применение в 3D-печати, позволяя использовать тысячи лазерных лучей вместо одного и сокращая время обработки с часов до минут. Также исследователи изучают возможность создания консолей спиральной формы для использования в лабораториях на чипе в клеточной биологии и разработке лекарств.
Читайте также: «Найден способ в 1000 раз быстрее создавать новый материал для чипов».