З’єднати надпровідні квантові процесори оптоволокном заважає різниця між сигналами всередині обчислювача та в лінії зв’язку. Дослідники JILA і NIST продемонстрували один зі способів такого перетворення — через коливання мікромеханічної мембрани. Результати опубліковані у 2022 році в Physical Review X.
Мембрана як посередник
Установка поєднує надпровідний електричний резонатор та оптичну порожнину. Механічний елемент взаємодіє з обома системами й дає змогу переводити сигнали між мікрохвильовим та оптичним діапазонами. Охолодження механічної моди до квантового основного стану допомагає зменшити вплив теплових коливань.
Автори повідомили про максимальну ефективність перетворення 47% та мінімальний доданий шум, приведений до входу, на рівні 3,2 фотона під час підвищення частоти. Це окремі характеристики експерименту, а не твердження про безшумне передавання довільного квантового стану.
До мережі процесорів ще потрібні кроки
Система працювала безперервно, а лазерне освітлення мало обмежений вплив на теплове заселення мікрохвильової моди. Водночас шум залишається принциповим обмеженням. Дослідження наближає квантовий інтерфейс, але не означає, що всі бар’єри для мережі надпровідних комп’ютерів уже усунено.
Інший напрям квантових мереж розглянуто в нашому матеріалі про оптичний зв’язок між іонними процесорами.