تتيح الحوسبة الكمومية معالجة كميات هائلة من البيانات بسرعات فائقة، فالحواسيب الكمومية بخلاف الحواسيب التقليدية لا تستخدم البت الذي يكون في حالتين فقط، بل الكيوبت أو البت الكمومي الذي يتواجد في حالات متعددة في نفس الوقت، مما يزيد بشكل كبير من القدرة الحسابية.

التفاعل مع الكيوبتات ونقل المعلومات منها وإليها يعد من أبرز التحديات في الكمبيوترات الكمومية، فكل كيوبت يتصل بسلك كهربائي لنقل الإشارات، هذه الأسلاك تعيق زيادة عدد الكيوبتات كما أنها تسبب مشكلة الضوضاء الحرارية.

يحتاج الكيوبت أن يبقى بدرجة حرارة منخفضة جداً قريبة من الصفر المطلق (-273 درجة). لكن مرور الإشارات الكهربائية في الأسلاك يولد حرارة تسبب ضوضاء حرارية، لهذا يتوجب استهلاك كميات كبيرة من الطاقة لتبريد النظام بأكمله.

ولحل هذه التحديات، قام باحثون في معهد العلوم والتكنولوجيا في النمسا (ISTA) بتطوير تقنية جديدة تعتمد على الألياف الضوئية بدلاً من الأسلاك الكهربائية، مما يقلل بشكل كبير الحاجة إلى التبريد. تستخدم التقنية الجديدة محولاً كهروضوئياً لقراءة الكيوبتات باستخدام الموجات الدقيقة، ثم يتم تحويل الموجات إلى نبضات ضوئية تنتقل عبر الألياف الضوئية التي تستخدم طاقة أقل وتولد حرارة أقل، وبالعكس يتم تحويل الإشارات الضوئية إلى موجات دقيقة لإرسالها للكيوبت.

ولاستخدام الألياف الضوئية فوائد متعددة، فهي أسرع في نقل المعلومات وأقل إنتاجاً للحرارة وبالتالي أقل حاجة للتبريد، كما أنها تتمتع بعرض حزمة أعلى مما يمكن من يجعل البنية أبسط فبدلاً من أن يُربط كل كيوبت مع سلك يمكن استخدام نفس الكابل الضوئي لنقل معلومات أكثر من كيوبت وهذا يسهل البنية وعملية التصنيع.

بفضل هذا الابتكار، أصبحت بنية الكمبيوتر الكمومي أبسط وتحتاج طاقة أقل لتبريدها، وهذا يمهد الطريق نحو صناعة كمبيوترات كمومية موثوقة وعملية بتكاليف أقل وإمكانية توسعة قدرات معالجها بإضافة كيوبتات دون تعقيد كبير في البنية.