Изследователи от Pritzker School of Molecular Engineering (PME) в Чикагския университет за първи път
Освен това те усилват заплетеното състояниепрез същия кабел. Те първо използваха кабел, за да заплитат два кубита на всеки от двата възела, а след това да ги заплитат с други кубити във възлите.
Резултатите, публикувани в списание Nature, ще помогнат да се направи квантовото изчисление по-осъществимо и ще постави основата за бъдещи квантови комуникационни мрежи.
"Разработване на методи за трансферзаплетените държави ще бъдат от съществено значение за мащабирането на квантовите изчисления “, каза професор Андрю Клиланд, който ръководи проучването.
Кубитите или квантовите битове са основните единициквантова информация. Използвайки техните квантови свойства, като суперпозиция и способността им да комуникират помежду си, учени и инженери създават следващото поколение квантови компютри. Те ще могат да решават нерешими досега проблеми.
Cleland Lab използва свръхпроводящи кубити, малки криогенни вериги, които могат да се управляват електрически.
Да премине през заплетени държавикомуникационен кабел - свръхпроводящ кабел с дължина един метър - изследователите са създали експериментална настройка с три свръхпроводящи кубита във всеки от двата възела. Те свързват по един кубит във всеки възел към кабела и след това изпращат квантови състояния под формата на микровълнови фотони надолу по кабела с минимална загуба на информация. Крехката природа на квантовите състояния прави този процес доста сложен.
Лабораторията на професор Андрю Кланд изпраща заплетени състояния на кубити чрез комуникационен кабел, полагайки основите за бъдещи квантови комуникационни мрежи. Кредит: Cleland Lab.
Бивш научен сътрудник в лабораторията на Cleland,Първият автор на статията Yupeng Zhong разработи система, при която целият процес на предаване - от възел до кабел до възел - отнема само няколко десетки наносекунди (наносекундата е една милиардна част от секундата). Това им позволи да изпращат заплетени квантови състояния с много малка загуба на информация.
Системата също така позволява на учените да "усилват"заплитане на кубити. Те използваха по един кубит на всеки възел и ги заплитаха заедно, като по същество изпращаха полуфотон през кабел. След това изследователите разшириха това заплитане до други кубити на всеки възел. В резултат на това всичките шест кубита в два възела бяха заплетени в едно глобално заплетено състояние.
В бъдеще квантовите компютри вероятно ще бъдатса изградени от модули, в които семейства от заплетени кубити извършват изчисления. В крайна сметка тези компютри ще бъдат изградени от много от тези мрежови модули. Този процес е подобен на начина, по който днес суперкомпютрите извършват паралелни изчисления на много централни процесори, свързани помежду си. Възможността за отдалечено заплитане на кубити в различни модули или възли е важна стъпка в прилагането на такива модулни подходи.
Такива модули ще трябва да изпращат взаимно сложни квантови състояния и най-новите изследвания са голяма стъпка към това. Квантовата комуникационна мрежа също може да се възползва от този напредък.
След това учените се надяват да разширят системата си до три възли, за да създадат трипосочно заплитане.
По този начин те се надяват да покажат, че свръхпроводящите кубити ще играят жизнеспособна роля в бъдеще.
Прочетете също
Физиците са създали аналог на черна дупка и са потвърдили теорията на Хокинг. Къде води?
Аборт и наука: какво ще се случи с децата, които ще раждат
Учените откриха ограничението на скоростта в квантовия свят