Команда учёных из Бостонского университета, Калифорнийского университета в Беркли и Северо-Западного университета представила первый в мире электронно-фотонно-квантовый чип, произведённый с использованием стандартного 45-нм CMOS-процесса. Это первый случай, когда квантовые фотонные источники и управляющая электроника были объединены на одной платформе, пригодной для массового производства.
Чип способен генерировать пары связанных фотонов — ключевых элементов в квантовых вычислениях, сенсорах и безопасной передаче данных. При этом разработка не требует специализированных экспериментальных установок: вся сборка выполнена в рамках существующей полупроводниковой инфраструктуры.
Каждый модуль чипа включает 12 независимых квантовых источников света размером менее 1 мм². Они работают на основе лазерного излучения и микрокольцевых резонаторов — компонентов, критически чувствительных к температуре и точности изготовления. Чтобы обеспечить стабильность, в чип встроена система автоматической коррекции, работающая в реальном времени. Фотодиоды отслеживают отклонения, а микрогреющие элементы и управляющая логика поддерживают нужные параметры генерации фотонов.
Главное достижение — доказательство, что квантовые технологии можно реализовать в рамках существующих производственных стандартов. Это делает возможным повторяемое и масштабируемое производство квантовых чипов в промышленных условиях.
Проект потребовал объединения знаний из квантовой фотоники и традиционной полупроводниковой электроники. В его реализации участвовали GlobalFoundries, Ayar Labs, а также учёные, которые сегодня уже трудятся в таких компаниях, как PsiQuantum, Google X и других лидерах квантовой отрасли.
Финансирование предоставили Национальный научный фонд США, стипендия Паккарда и компания GlobalFoundries. Это подчёркивает важность проекта для науки и промышленности.
Чип стал не просто лабораторным экспериментом, а прямым доказательством возможности массового производства квантовых компонентов. Следующий шаг — миниатюризация и снижение энергопотребления, чтобы сделать такие устройства пригодными для практического применения в области связи, сенсоров и квантовых вычислений. Особое значение эта технология может иметь в сфере постквантовой криптографии — как в плане защиты информации, так и возможных угроз для существующих методов шифрования.
Чип способен генерировать пары связанных фотонов — ключевых элементов в квантовых вычислениях, сенсорах и безопасной передаче данных. При этом разработка не требует специализированных экспериментальных установок: вся сборка выполнена в рамках существующей полупроводниковой инфраструктуры.
Каждый модуль чипа включает 12 независимых квантовых источников света размером менее 1 мм². Они работают на основе лазерного излучения и микрокольцевых резонаторов — компонентов, критически чувствительных к температуре и точности изготовления. Чтобы обеспечить стабильность, в чип встроена система автоматической коррекции, работающая в реальном времени. Фотодиоды отслеживают отклонения, а микрогреющие элементы и управляющая логика поддерживают нужные параметры генерации фотонов.
Главное достижение — доказательство, что квантовые технологии можно реализовать в рамках существующих производственных стандартов. Это делает возможным повторяемое и масштабируемое производство квантовых чипов в промышленных условиях.
Проект потребовал объединения знаний из квантовой фотоники и традиционной полупроводниковой электроники. В его реализации участвовали GlobalFoundries, Ayar Labs, а также учёные, которые сегодня уже трудятся в таких компаниях, как PsiQuantum, Google X и других лидерах квантовой отрасли.
Финансирование предоставили Национальный научный фонд США, стипендия Паккарда и компания GlobalFoundries. Это подчёркивает важность проекта для науки и промышленности.
Чип стал не просто лабораторным экспериментом, а прямым доказательством возможности массового производства квантовых компонентов. Следующий шаг — миниатюризация и снижение энергопотребления, чтобы сделать такие устройства пригодными для практического применения в области связи, сенсоров и квантовых вычислений. Особое значение эта технология может иметь в сфере постквантовой криптографии — как в плане защиты информации, так и возможных угроз для существующих методов шифрования.
