Forskere fra Pritzker School of Molecular Engineering (PME) ved University of Chicago for første gang
Derudover forstærkede de den sammenfiltrede tilstandgennem det samme kabel. De brugte først et kabel til at vikle to qubits ved hver af de to noder og derefter vikle dem sammen med andre qubits ved noderne.
Resultaterne, der er offentliggjort i tidsskriftet Nature, vil hjælpe med at gøre kvantecomputering mere gennemførlig og lægge grundlaget for fremtidige kvantekommunikationsnetværk.
"Udvikling af metoder til overførselsammenfiltrede stater vil være afgørende for skalering af kvantecomputering, ”sagde professor Andrew Cleland, som ledede undersøgelsen.
Qubits eller kvantebits er de grundlæggende enhederkvanteinformation. Ved hjælp af deres kvanteegenskaber, såsom superposition, og deres evne til at kommunikere med hinanden, skaber forskere og ingeniører den næste generation af kvantecomputere. De vil være i stand til at løse tidligere uløselige problemer.
Cleland Lab bruger superledende qubits, små kryogene kredsløb, der kan styres elektrisk.
At passere sammenfiltrede stater igennemkommunikationskabel - et superledende kabel, der er en meter langt - forskere har oprettet en eksperimentel opsætning med tre superledende qubits i hver af to noder. De forbandt en qubit ved hver node til kablet og sendte derefter kvantetilstande i form af mikrobølgefotoner ned ad kablet med minimalt tab af information. Kvantetilstandenes skrøbelige natur gør denne proces ret kompleks.
Professor Andrew Clands laboratorium sendte sammenfiltrede stater af qubits gennem et kommunikationskabel og lagde grundlaget for fremtidige kvantekommunikationsnetværk. Kredit: Cleland Lab.
Tidligere stipendiat ved Clelands laboratorium,Den første forfatter af artiklen, Yupeng Zhong, udviklede et system, hvor hele transmissionsprocessen - fra node til kabel til node - kun tager nogle få titalls nanosekunder (en nanosekund er en milliardedel af et sekund). Dette tillod dem at sende sammenfiltrede kvantetilstande med meget lidt tab af information.
Systemet tillod også forskere at "forstærke"sammenfiltring af qubits. De brugte en qubit ved hver node og viklede dem sammen og sendte i det væsentlige en halv foton gennem et kabel. Forskerne udvidede derefter denne vikling til andre qubits ved hver knude. Som et resultat blev alle seks qubits i to noder viklet ind i en enkelt globalt sammenfiltret tilstand.
I fremtiden vil kvantecomputere sandsynligvis være deter bygget af moduler, hvor familier af sammenfiltrede qubits udfører beregninger. I sidste ende vil disse computere blive bygget fra mange af disse netværksmoduler. Denne proces svarer til, hvordan supercomputere i dag udfører parallelle beregninger på mange centrale processorenheder, der er forbundet med hinanden. Evnen til at fjernkoble qubits i forskellige moduler eller noder er et vigtigt skridt i implementeringen af sådanne modulære tilgange.
Sådanne moduler bliver nødt til at sende hinanden komplekse kvantetilstande, og den seneste forskning er et stort skridt mod det. Kvantekommunikationsnetværket kan også drage fordel af dette fremskridt.
Forskerne håber derefter at udvide deres system til tre noder for at skabe trevejsindvikling.
På denne måde håber de at vise, at superledende qubits vil spille en bæredygtig rolle i fremtiden.
Læs også
Fysikere har skabt en analog til et sort hul og bekræftet Hawkings teori. Hvor det fører hen?
Abort og videnskab: hvad vil der ske med de børn, der føder
Forskere har opdaget hastighedsgrænsen i kvanteverdenen