Вперше створено чіп із квантовим світлом та електронікою

Міжнародна команда дослідників створила перший у світі кремнієвий чіп, що поєднує квантові, електронні та фотонні компоненти для масштабованих квантових технологій.

Дослідники з Бостонського університету, UC Berkeley та Північно-Західного університету розробили мікросхему з інтегрованими джерелами квантового світла та стабілізуючою електронікою. Чіп, виготовлений за 45-нм CMOS-процесом, генерує корельовані фотонні пари – ключовий ресурс для квантових обчислень, зв’язку й сенсорики. «Ми довели, що квантову фотоніку можна реалізувати в комерційній напівпровідниковій інфраструктурі», – зазначив Мілош Попович.

Система використовує мікрорезонатори – надчутливі фотонні пристрої, які потребують точного налаштування з лазерним джерелом. Навіть незначний температурний дрейф може зірвати генерацію фотонів. Команда вперше вбудувала керування в реальному часі в сам чіп, завдяки інтеграції фотодіодів, нагрівачів та логіки зворотного зв’язку. «Це дозволяє зберігати стабільність квантового світла на чіпі, незважаючи на зміни умов», – підкреслив Анірудх Рамеш.

Масив з 12 джерел квантового світла працює паралельно, що робить систему готовою до масштабування. «Справжній прорив – у тому, що ми поєднали електроніку й фотоніку в одній архітектурі», – підкреслив Імберт Ванг. Це відкриває шлях до виробництва чипів для квантових мереж і сенсорів.

Частина учасників проєкту вже працює в галузі: у PsiQuantum, Ayar Labs, Aurora та Google X. «Співпраця між різними галузями була критичною. Ми створили новий клас пристроїв, що можуть змінити індустрію», – зазначив Деніел Крамник. Інтеграція квантової фотоніки в кремній – це не лише наука, а й інженерна стратегія майбутнього.