I ricercatori della Pritzker School of Molecular Engineering (PME) dell'Università di Chicago per la prima volta
Inoltre, hanno amplificato lo stato di entangledattraverso lo stesso cavo. Hanno prima usato un cavo per intrecciare due qubit in ciascuno dei due nodi, quindi intrecciarli con altri qubit nei nodi.
I risultati, pubblicati sulla rivista Nature, aiuteranno a rendere il calcolo quantistico più fattibile e getteranno le basi per le future reti di comunicazione quantistica.
"Sviluppo di metodi per il trasferimentoGli stati entangled saranno essenziali per il ridimensionamento dell'informatica quantistica ", ha affermato il professor Andrew Cleland, che ha guidato lo studio.
I Qubit, o bit quantistici, sono le unità di baseinformazione quantistica. Utilizzando le loro proprietà quantistiche, come la sovrapposizione, e la loro capacità di comunicare tra loro, scienziati e ingegneri stanno creando la prossima generazione di computer quantistici. Saranno in grado di risolvere problemi precedentemente irrisolvibili.
Cleland Lab utilizza qubit superconduttori, minuscoli circuiti criogenici che possono essere controllati elettricamente.
Per passare attraverso stati intrecciaticavo di comunicazione - un cavo superconduttore lungo un metro - i ricercatori hanno creato una configurazione sperimentale con tre qubit superconduttori in ciascuno dei due nodi. Hanno collegato un qubit a ciascun nodo al cavo, quindi hanno inviato stati quantistici sotto forma di fotoni a microonde lungo il cavo con una minima perdita di informazioni. La natura fragile degli stati quantistici rende questo processo piuttosto complesso.
Il laboratorio del professor Andrew Cland ha inviato stati di qubit entangled attraverso un cavo di comunicazione, gettando le basi per future reti di comunicazioni quantistiche. Credito: Cleland Lab.
Ex ricercatore presso il laboratorio di Cleland,Il primo autore dell'articolo, Yupeng Zhong, ha sviluppato un sistema in cui l'intero processo di trasmissione - da nodo a cavo a nodo - richiede solo poche decine di nanosecondi (un nanosecondo è un miliardesimo di secondo). Ciò ha permesso loro di inviare stati quantistici entangled con una perdita di informazioni minima.
Il sistema ha anche permesso agli scienziati di "amplificare"entanglement di qubit. Hanno usato un qubit per ogni nodo e li hanno intrecciati insieme, essenzialmente inviando un mezzo fotone attraverso un cavo. I ricercatori hanno quindi esteso questo entanglement ad altri qubit su ciascun nodo. Di conseguenza, tutti e sei i qubit in due nodi sono stati coinvolti in un unico stato globale.
In futuro, probabilmente lo saranno i computer quantisticisono costruiti da moduli in cui famiglie di qubit entangled eseguono calcoli. Alla fine, questi computer saranno costruiti da molti di questi moduli di rete. Questo processo è simile a come i supercomputer oggi eseguono calcoli paralleli su molte unità di elaborazione centrali collegate tra loro. La capacità di intrecciare in remoto i qubit in diversi moduli o nodi è un passo significativo nell'implementazione di tali approcci modulari.
Tali moduli dovranno inviare l'un l'altro stati quantistici complessi e l'ultima ricerca è un grande passo in questo senso. Anche la rete di comunicazione quantistica può trarre vantaggio da questo progresso.
Gli scienziati sperano di espandere il loro sistema a tre nodi per creare un entanglement a tre vie.
In questo modo, sperano di dimostrare che i qubit superconduttori giocheranno un ruolo vitale in futuro.
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