Оптический чип, разработанный в канадском INRS (Institut National de Recherche Scientifique) международным коллективом под руководством профессора Роберто Морандотти (Roberto Morandotti), стал решением для множества проблем, стоящих на пути создания квантовых компьютеров. С его помощью учёные продемонстрировали, что интегрированные в микросхему квантовые частотные гребёнки можно использовать для генерирования многофотонных перепутанных состояний квантовых битов (кубитов).

Профессор Морандотти проектировал свой чип с учётом многих критериев пригодности для практического использования: компактности, масштабируемости, невысокой себестоимости производства, совместимости с электронными схемами для стандартных частот коммуникаций. Но самой сложной задачей стало генерирование многих, стабильных и контролируемых перепутанных состояний кубитов.

Для её решения учёные впервые применили встроенные оптические частотные гребенки — устройства, спектр излучения которых состоит из множества равноудалённых линий. Открытие этих необычно точных источников света было отмечено Нобелевской премией по физике 2005 г. и уже привело к революции в метрологии и сенсорных технологиях.

Благодаря интегрированным гребенкам чип INRS оказался способен генерировать многофотонные перепутанные состояния кубитов для нескольких сотен частот. До этого, на чипе удавалось получать лишь двухфотонные перепутанные состояния.

Результаты эксперимента, опубликованные в Science, станут основой для дальнейших исследований в интегральной квантовой фотонике. По мнению Морандотти, они могут произвести к качественному скачку в развитии оптических квантовых технологий при сохранении обратной совместимости с существующими производственными процессами полупроводниковой микроэлектроники.