Программируемые квантовые фотонные системы могут стать ключом к созданию квантовых нейросетей и распределенных квантовых вычислений. К такому выводу пришли авторы обзора, опубликованного в журнале Nature Photonics. Они считают, что новая генерация программируемых квантовых устройств, в отличие от статичных лазеров и транзисторов, откроет путь ко второй квантовой революции. Об этом сообщает издание Phys.org.
Фотоника предлагает преимущества благодаря низкой декогерентности фотонов и возможности кодировать информацию в многомерных квантовых состояниях. Однако для создания таких схем необходимо решить проблему многофункциональности: компоненты должны перестраиваться одновременно, например, менять длину волны, поляризацию и направление фотонов.
Ученые из ARC Centre of Excellence for Transformative Meta-Optical Systems (TMOS) под руководством Драгомира Нешева отмечают, что перестраиваемые источники одиночных фотонов на основе ван-дер-ваальсовых кристаллов могут стать основой будущих устройств. Такие материалы позволяют управлять свойствами света, изменяя укладку слоев.
Однако, по словам исследователей, ван-дер-ваальсовы кристаллы пока уступают по яркости и чистоте излучения квантовым точкам и центрам окраски. Тем не менее, авторы уверены, что двумерные материалы способны обеспечить все ключевые функции будущих квантовых схем: от генерации света до его модуляции.
«По сути, каждый компонент будущей квантовой схемы может быть создан на основе двумерных материалов», — отметил Нешев. По его словам, такие материалы обладают широкими возможностями настройки и могут стать универсальным инструментом для управления квантовыми состояниями.