تراشه فوتونی کم‌اتلاف جهان، زمینه ای برای رایانه‌های کوانتومی
به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، شرکت‌های Xanadu و HyperLight از دستیابی به موفقیتی در عملکرد تراشه‌های فوتونی خبر داده‌اند که می‌تواند مسیر سخت‌افزار کوانتومی را تغییر دهد.
این دو شرکت از طریق یک تلاش مشترک در توسعه، به نتایج پیشرو در صنعت در تراشه‌های لایه نازک لیتیوم نیوبات (TFLN) دست یافتند که بلوک‌های سازنده حیاتی برای رایانه‌های کوانتومی فوتونی مقیاس‌پذیر هستند.
با اصلاح فرآیند ساخت تراشه، آنها تلفات موجبر را به کمتر از ۲ دسی‌بل در هر متر کاهش دادند.
تلفات سوئیچ الکترواپتیکی مربوطه تنها ۲۰ میلی‌دسی‌بل (mdB) است که جزو کمترین مقادیر ثبت‌شده برای کاربرد‌های کوانتومی فوتونی تاکنون می‌باشد. این نتایج در یک مرکز نیمه‌هادی با حجم بالا به دست آمده است که نشان‌دهنده آمادگی برای تولید در مقیاس تجاری است.
زاخاری ورنون، مدیر ارشد فناوری سخت‌افزار در زانادو، گفت: «همکاری طولانی‌مدت ما با هایپرلایت در دستیابی به نقشه راه سخت‌افزاری ما نقش مهمی داشته است. عملکرد بی‌سابقه‌ای که ما با این تراشه‌های فوتونی جدید به دست آورده‌ایم، معیار جدیدی را برای عملکرد در صنعت تعیین می‌کند و ما را به ارائه رایانه‌های کوانتومی فوتونی در مقیاس کاربردی نزدیک‌تر می‌کند.»
تلفات الکترواپتیکی به پایین‌ترین حد خود رسید
کامپیوتر‌های کوانتومی فوتونی به هدایت و سوئیچینگ فوتون‌ها با دقت بسیار بالا متکی هستند.
هرگونه اتلاف نوری باعث ایجاد خطا می‌شود و تراشه‌های فوتونی کم‌اتلاف را به یک الزام غیرقابل مذاکره برای مقیاس‌پذیری تبدیل می‌کند. دستاورد Xanadu و HyperLight این محدودیت‌ها را به طرز چشمگیری جابجا می‌کند.
موجبرها، ساختار‌هایی که فوتون‌ها را از طریق تراشه هدایت می‌کنند، معمولاً دچار اتلاف پراکندگی یا جذب می‌شوند.
کاهش این مقدار به کمتر از ۲ دسی‌بل بر متر، پیشرفت قابل توجهی را نشان می‌دهد. اتلاف سوئیچ ۲۰ میلی‌دسی‌بل به این معنی است که فوتون‌ها می‌توانند با حداقل افت سیگنال، در مدار‌ها تغییر مسیر دهند.
این سطح از عملکرد به ندرت در سخت‌افزار‌های آماده به پردازش کوانتومی دیده شده است. چیزی که این نتیجه را متمایز می‌کند، نه تنها اعداد، بلکه زمینه‌ی آن است - این تراشه‌ها با استفاده از فرآیند‌هایی مطابق با استاندارد‌های صنعت نیمه‌هادی ساخته شده‌اند.
این امر آنها را برای استقرار در مقیاس بزرگ در رایانه‌های کوانتومی آینده مناسب می‌کند.
مشارکت بر اساس موفقیت آرورا بنا شده است
این اولین باری نیست که Xanadu و HyperLight در زمینه سخت‌افزار فوتونیک با عملکرد بالا همکاری می‌کنند.
پیش از این، زانادو از پلتفرم TFLN Chiplet™ شرکت HyperLight در Aurora، اولین کامپیوتر کوانتومی فوتونیک شبکه فیبری جهان، استفاده کرده بود.
آرورا توانایی مقیاس‌بندی و اتصال دستگاه‌های کوانتومی فوتونی را با استفاده از شبکه‌های فیبر تجاری نشان داد.
این پیشرفت جدید، عملکرد آن سیستم‌های بنیادی را افزایش می‌دهد و به طور بالقوه معماری‌های پیچیده‌تر و قدرتمندتری را ایجاد می‌کند.
میان ژانگ، مدیرعامل هایپرلایت، گفت: «این دستاورد هایپرلایت و زانادو نمونه‌ای از وسعت تأثیر فناوری TFLN است.»
در حالی که بیانیه کامل ژانگ بر کاربرد‌های گسترده‌تر در حوزه مخابرات و داده تأکید داشت، این نقطه عطف به طور خاص نقشه راه محاسبات کوانتومی را تسریع می‌کند. عملکرد کم تلفات حاصل از پلتفرم چیپلت TFLN، از الزامات طاقت‌فرسای رایانه‌های کوانتومی در مقیاس بزرگ و مقاوم در برابر خطا، که به مدار‌های فوتونی با دقت و توان عملیاتی بالا متکی هستند، پشتیبانی می‌کند.
این اعلامیه، نقطه عطفی آشکار در نقشه راه سخت‌افزاری زانادو برای سال ۲۰۲۵ است. تراشه‌های فوتونیک بهبود یافته TFLN می‌توانند توسعه به سمت ماشین‌های در مقیاس کاربردی را که از تنظیمات آزمایشی امروزی بهتر عمل می‌کنند، تسریع کنند.
با پیچیده‌تر شدن سیستم‌های کوانتومی فوتونی، تراشه‌های کم‌اتلاف و از نظر تجاری بادوام مانند این، پایه و اساس این سیستم‌ها را تشکیل خواهند داد. این همکاری همچنین تأکید می‌کند که چگونه مشارکت‌های نزدیک می‌تواند پیشرفت‌ها را در یکی از رقابتی‌ترین مرز‌های فناوری امروز تسریع کند.