В основе линейно-оптического квантового симулятора лежит кодирование информации в квантовые состояния одиночных фотонов. Многофотонные состояния затем преобразуются с помощью программируемого линейного оптического интерферометра и детектируются на выходе с помощью счётчиков одиночных фотонов. Размерность пространства логических состояний в такой системе может быть очень большой, что позволяет реализовать вычислительное превосходство над классическими компьютерами в ряде задач.

Ключевыми компонентами технологии являются источники одиночных фотонов, интегрально-оптические интерферометры и детекторы. Мы используем два основных типа источников – источники на основе спонтанного параметрического рассеяния в нелинейных кристаллах и источники на основе полупроводниковых квантовых точек. Активные интегральные схемы изготавливаются по двум технологиям – фемтосекундной лазерной печатью в кварцевом стекле и литографически в нитриде кремния (в сотрудничестве с НОЦ ФНМ МГТУ им. Н.Э.Баумана). В качестве детекторов используются сверхпроводящие счётчики одиночных фотонов. В настоящий момент мы располагаем источником до 6 одиночных фотонов, технологией изготовления интерферометров с десятками каналов и 24-канальным блоком однофотонных детекторов.

Преимущества перед аналогами

• Низкий уровень ошибок и декогеренции состояний фотонов
• Большая размерность пространства состояний
• Возможность интегрального исполнения большинства компонентов

Области применения

Симуляция квантовомеханических систем, задачи квантовой химии и комбинаторной оптимизации.

Интеллектуальная собственность

• Способ линейного оптического преобразования сигналов и интерферометр, реализующий такое преобразование - RU2702806 – 11 октября 2019
• N-канальный линейный преобразователь электромагнитных сигналов и способ осуществления многоканального линейного преобразования - RU2723970 – 18 июня 2020
• N-канальный линейный преобразователь электромагнитных сигналов - RU2734454 – 16 октября 2020