Эти сети объединяют преимущества твердотельных кубитов (искусственных атомов) и фотонов для передачи информации.

Исследования квантовой материи сегодня в основном связаны с квантовыми вычислениями и коммуникациями. В статье описывается новый подход к созданию квантовых сетей, где информация передаётся с помощью твердотельных и фотонных кубитов. Нужно устройство, которое будет преобразовывать квантовую информацию между этими двумя типами кубитов.

В качестве примера предлагается использовать сверхпроводниковые кубиты на базе джозефсоновских переходов. Они могут взаимодействовать с электромагнитными полями в микрополостях. Это позволит создать масштабируемые квантовые системы, в которых информация передаётся между чипами с помощью неклассических электромагнитных полей.

Особенность предложенной системы в том, что она может преобразовывать неклассическое поле с одной частотой в поле с другой частотой. Это позволяет адаптировать сигналы для передачи между разными квантовыми устройствами.

Сверхпроводниковые атомы чувствительны к внешним полям. Обычно это мешает при создании квантовых компьютеров. Но в этой системе такое свойство помогает создать квантовый контроллер, — отметил Игорь Соловьёв, ведущий научный сотрудник отдела микроэлектроники НИИЯФ МГУ.

Новый подход к созданию гибридных квантовых сетей, предложенный авторами статьи, позволит разработать более эффективные и масштабируемые квантовые компьютеры и распределённые квантовые системы, такие как «квантовый интернет».

Результаты исследований опубликованы в журнале Advanced Quantum Technologies.