2 дБ потерь на метр: свет стал настолько совершенным, что физики не верят приборам

Компании Xanadu и HyperLight объявили о прорыве в производительности фотонных чипов , который может изменить вектор развития аппаратной базы квантовых вычислений . Совместными усилиями им удалось добиться рекордных характеристик на базе технологии тонкоплёночного ниобата лития (TFLN) — ключевого материала для масштабируемых фотонных квантовых компьютеров. В ходе оптимизации производственного процесса удалось снизить потери в световодах до уровня менее 2 дБ на метр, а уровень затухания в электрооптических коммутаторах сократить до 20 миллидецибел — один из лучших результатов, зафиксированных в контексте фотонных квантовых систем.

Особенность достигнутого результата заключается не только в технических параметрах, но и в условиях их реализации: чипы были изготовлены в промышленной среде, с использованием стандартов, совместимых с массовым производством в полупроводниковой отрасли. Это означает, что компоненты уже адаптированы к серийному выпуску и готовы к интеграции в будущие квантовые платформы промышленного уровня.

По словам технического директора Xanadu по аппаратному обеспечению Закари Вернона, это достижение стало возможным благодаря многолетнему технологическому альянсу с HyperLight: «Полученные параметры задают новую планку для отрасли и приближают нас к созданию фотонных квантовых компьютеров, способных решать задачи на уровне практической пользы».

Для фотонных квантовых систем минимизация потерь — фундаментальное требование. Любая потеря фотона ведёт к ошибке и снижает точность вычислений, поэтому чипы, обеспечивающие сверхнизкий уровень затухания, критически важны для масштабирования. Световоды, по которым перемещаются фотоны внутри чипа, как правило, страдают от рассеяния и поглощения, особенно при высокой плотности маршрутов. Снижение потерь до менее чем 2 дБ/м — серьёзный инженерный прогресс. А показатель в 20 миллидецибел на переключение означает, что фотоны можно направлять по сложной схеме с практически незаметной деградацией сигнала.

Подобная производительность крайне редко встречается в оборудовании, предназначенном для квантовой обработки. Критически важно и то, что достигнутые параметры обеспечены без отклонения от промышленных стандартов. Это делает платформу применимой в реальных архитектурах, где требуется высокая пропускная способность, точность и надёжность.

Новый этап сотрудничества Xanadu и HyperLight логически продолжает успех проекта Aurora — первой в мире фотонной квантовой вычислительной системы, интегрированной через оптоволоконную сеть . В Aurora использовалась модульная архитектура на базе платформы TFLN Chiplet™, разработанной HyperLight. Тогда удалось показать, что фотонные устройства можно масштабировать и соединять через стандартную телеком-инфраструктуру. Последнее обновление усиливает базовые свойства той системы, открывая путь к ещё более мощным вычислительным конфигурациям.

Глава HyperLight Миан Чжан отметил универсальность TFLN как технологии, выходящей за рамки квантовых приложений: она актуальна также для телекоммуникаций и центров обработки данных. Однако именно в квантовом контексте новое достижение становится ключевым. Высокоточные фотонные схемы с низкими потерями необходимы для построения отказоустойчивых и масштабируемых квантовых компьютеров, способных к практическим расчётам за пределами экспериментальных установок.

С точки зрения дорожной карты Xanadu на 2025 год, представленные усовершенствованные чипы на TFLN — это веха, подтверждающая, что фотонные квантовые платформы готовы к выходу за пределы лабораторий. Чем сложнее становятся вычислительные схемы, тем важнее становится наличие коммерчески жизнеспособных чипов с гарантированной производительностью и воспроизводимостью. Совместная работа таких компаний, как Xanadu и HyperLight, подчёркивает, насколько стремительно развивается одно из самых конкурентных направлений современной технологии.