Tepelný šum narušuje fungování qubitů v kvantových počítačích, a proto jsou tyto systémy obvykle uchovávány v zařízeních udržujících co nejnižší teplotu, časti i jen těsně nad absolutní nulou. Kvantové počítače však potřebují komunikovat i s běžnou elektronikou v prostředí s pokojovou teplotou. Kovové propojující kabely přivádějí teplo, chlazení je tak ještě náročnější a vyžaduje ještě víc energie. Více qubitů vyžaduje více kabelů; samozřejmě záleží na konkrétní architektuře, ale pro velikost kvantového počítače je v důsledku toho limitující i právě chlazení.
K překonání tohoto problému vyvinuli výzkumníci z MITu nyní bezdrátový komunikační systém, který umožňuje kvantovému počítači odesílat a přijímat data do a z elektroniky mimo chlazenou část pomocí vysokorychlostních terahertzových vln. Terahertzové vlny generované vně kvantového počítače jsou vysílány dovnitř přes skleněné okno. Čip může přijímat data zakódovaná do těchto vln. Tento čip funguje také jako zrcadlo a dokáže vlny také odrážet zpět ke zdroji. Tím se zpět vrátí také velká část energie vyslané do „lednice“, takže proces generuje jen minimální množství tepla. Bezkontaktní komunikační systém podle nové studie spotřebuje až desetkrát méně energie než systémy s kovovými kabely, a to jde zatím jen o prototyp. Hlavní autor studie Ruonan Han z MITu tvrdí, že by mohlo jít o cestu k vytvoření rozsáhlých kvantových systémů.
Jak dále uvádí příslušná tisková zpráva MITu, protože terahertzové vlny j mají kratší vlnovou délku než ty rádiové, může být menší i čip a jeho antény, což by usnadnilo výrobu zařízení ve velkém měřítku. Terahertzové vlny mají také vyšší frekvence než rádiové vlny, takže mohou přenášet data mnohem rychleji. Výzkumníci dosáhli se svým prototypem rychlosti 4 Gb/s, nicméně pro její zvyšování není patrný žádný fyzikální limit. A současně ,protože terahertzové vlny mají nižší frekvence než vlny viditelného světla používané v běžných fotonických systémech, nesou méně kvantového šumu, což vede k menší interferenci s kvantovými procesory.
Důležité má být i to, že vysílací čip a terahertzový spoj lze plně zkonstruovat pomocí standardních výrobních postupů na čipu CMOS.
Zdroj: Massachusetts Institute of Technology / Phys.org