RIKEN, NEC и JST (Japan Science and Technology Agency) успешно продемонстрировали лазерное излучение одного искусственного атома, полученного в результате соединения сверхпроводящих квантовых битов (кубитов, superconducting qubits) с резонатором. Продолжительный эффект был достигнут с помощью очень простой системы – одного «атома» и резонатора – и стал первым в мире примером использования сверхпроводящего кубита в качестве генератора фотонов.
Лазерное излучение открывает доступ к нескольким свойствам сверхпроводящего кубита, являющегося базовой цепью квантового компьютера. Например, кубит можно использовать, как проводник в резонаторе, или для управления параметрами цепи изменением потенциала затвора или для представления логического значения.
Ученые приложили наноамперный ток к сверхпроводящему кубиту и заставили резонатор излучать фотон каждые 0,5 нс, в результате чего было зафиксировано лазерное излучение с частотой около 10 ГГц (микроволны). Энергия микроволн, поданных в систему от внешнего источника, увеличивалась почти втрое.
Созданная излучающая система, как утверждается, станет вкладом, как в фундаментальные, так и в прикладные исследования лазеров. В частности, в ходе разработки системы преобразования информации, представленной в электронной форме, в микроволны, возникает потребность в компактном источнике микроволн. Он необходим для управления кубитами и для чтения их состояния.
Разработка выполнена в рамках программы «Developing a superconducting qubit system» («Разработка системы сверхпроводящего кубита»), которая, в свою очередь является частью проекта JST под названием «Creation of New Technology Aiming for the Realization of Quantum Information Processing Systems» («Создание новой технологии, направленной на реализацию систем квантовой обработки информации»).
Источник: JST