Фотонный квантовый процессор впервые прошел проверку на орбите

Международная группа физиков под руководством Венского университета впервые подтвердила работоспособность квантового компьютера в космосе. Эксперимент с фотонным процессором, запущенным на орбиту в июне 2025 года, показал, что квантовые свойства схемы сохраняются даже в условиях радиации и вакуума. Результаты исследования размещены на сервере препринтов arXiv. Данную информацию сообщает портал Ferra.

Прибор, разработанный в Венском университете, использует фотоны и включает чип, источники одиночных фотонов и детекторы. Систему уменьшили до размеров небольшой спутниковой полезной нагрузки и отправили на ракете Falcon 9. Спутник вышел на низкую околоземную орбиту высотой около 510 км.

После запуска возникли неполадки: из шести кремниевых лавинных фотодиодов, предназначенных для регистрации фотонов, нормально работали только три. Яркий солнечный свет создавал сильный фон, мешавший измерениям, поэтому эксперименты проводились в тени Земли, когда спутник проходил по ночной стороне планеты. Такие окна появлялись примерно раз в 92 минуты и длились около получаса.

Космическая радиация также повлияла на оборудование. Корпус из авиационного алюминия толщиной в несколько сантиметров снизил воздействие электронов, но не остановил протоны, из-за чего чувствительные детекторы постепенно деградировали. Кроме того, клей, использованный для крепления одного из элементов лазерной системы, оказался неподходящим для вакуума: он выделял вещества, осевшие на оптике, и мощность лазера упала с 20 до 4 мВт.

Несмотря на повреждения, ученые проверили, способны ли фотоны сохранять необходимое для квантовых вычислений сходство. Максимум интерференции фотонов в космосе наблюдался примерно при 32,5 °C, что совпало с наземными данными. Это подтвердило, что фотонная схема сохранила квантовые свойства после запуска и работы на орбите.

Пока такой компьютер не может самостоятельно обрабатывать большие потоки данных со спутника, однако эксперимент доказал, что фотонный квантовый процессор можно сделать компактным и вывести в космос. В перспективе подобные системы могут применяться на спутниках и для создания квантовых линий связи между орбитальными аппаратами и Землей.