Фотоны в обычных условиях не взаимодействуют, но если бы их все же удалось принудить к этому, открылись бы новые перспективы с точки зрения построения квантового компьютера.
Сложность создания кубитов состоит в трудности сохранения состояния квантовой суперпозиции частиц. Поскольку фотоны мало взаимодействуют с окружающей средой, они надежно удерживают суперпозицию, но по той же причине ими сложно управлять, а в квантовом компьютере необходимо передавать управляющие сигналы кубитам.
В последние годы физикам удавалось добиться взаимодействия фотонов с использованием редких химических элементов, охлажденных до сверхнизких температур.
Ученые МТИ же недавно описали метод, позволяющий заставить фотоны взаимодействовать при комнатной температуре. Для этого используется кристалл кремния с вытравленными в нем в особом порядке углублениями.
Если в устройство, созданное в МТИ, попадает один фотон, он беспрепятственно проходит через него, а если два, то они отражаются. Как объясняют исследователи, получается, что квантовое состояние одного фотона управляет состоянием другого — создан несложный квантовый вентиль, основа универсального квантового компьютера.
Ученые признают, что пока что на основе их конструкции ввиду нестабильности ее работы квантовый компьютер построить еще нельзя, но ее уже можно применять, например, в качестве надежного источника одиночных фотонов.
