חוקרים מבית הספר להנדסה מולקולרית פריצקר (PME) באוניברסיטת שיקגו בפעם הראשונה
בנוסף, הם הגבירו את המצב המסובךדרך אותו כבל. תחילה השתמשו בכבל כדי לסבך שני קווביטים בכל אחד משני הצמתים, ואז לסבך אותם עם קוביטים אחרים בצמתים.
התוצאות, שפורסמו בכתב העת Nature, יעזרו להפוך את המחשוב הקוונטי לביצוע יותר ולהניח את הבסיס לרשתות תקשורת קוונטיות עתידיות.
"פיתוח שיטות להעברהמדינות מסובכות יהיו חיוניות לקנה המידה של מחשוב קוונטי, "אמר פרופסור אנדרו קלילנד, שהוביל את המחקר.
קוביטים, או ביטים קוונטיים, הם היחידות הבסיסיותמידע קוונטי. באמצעות המאפיינים הקוונטיים שלהם, כגון סופרפוזיציה, ויכולתם לתקשר זה עם זה, מדענים ומהנדסים יוצרים את הדור הבא של מחשבי הקוונטים. הם יוכלו לפתור בעיות שלא נפתרו בעבר.
מעבדת קלילנד, משתמשת בקוביטים מוליכים-על, במעגלים קריוגניים זעירים הניתנים לשליטה חשמלית.
להעביר מדינות מסובכותכבל תקשורת - כבל מוליך-על באורך של מטר - החוקרים יצרו מערך ניסיוני עם שלושה קווביטים מוליכים-על בכל אחד משני הצמתים. הם חיברו קווביט אחד בכל צומת לכבל, ואז שלחו מצבים קוונטיים בצורת פוטונים של מיקרוגל במורד הכבל עם אובדן מינימלי של מידע. האופי השברירי של מצבים קוונטיים הופך את התהליך הזה למורכב למדי.
המעבדה של פרופסור אנדרו קלנד שלחה מצבים סבוכים של קווביטים דרך כבל תקשורת, והניחה את הבסיס לרשתות תקשורת קוונטיות עתידיות. קרדיט: מעבדת קלילנד.
עמית מחקר לשעבר במעבדת קלילנד,המחבר הראשון של המאמר, יופנג ז'ונג, פיתח מערכת שבה כל תהליך ההעברה - מצומת לכבל לצומת - לוקח רק כמה עשרות ננו-שניות (ננו-שנייה היא מיליארד שנייה). זה איפשר להם לשלוח מדינות קוונטיות מסובכות עם מעט מאוד אובדן מידע.
המערכת אפשרה גם למדענים "להגביר"הסתבכות של קווביטים. הם השתמשו בקוביט אחד בכל צומת וסיבכו אותם יחד, ובעצם שלחו חצי פוטון דרך כבל. החוקרים הרחיבו את ההסתבכות הזו גם לקוביטים אחרים בכל צומת. כתוצאה מכך, כל ששת הקוביטים בשני צמתים הסתבכו במצב מסובך גלובלי אחד.
בעתיד מחשבים קוונטיים יהיו כנראהבנויים ממודולים שבהם משפחות של קווביטים מסובכים מבצעים חישובים. בסופו של דבר, מחשבים אלה יבנו מרבים ממודולי הרשת הללו. תהליך זה דומה לאופן בו מחשבי העל כיום מבצעים חישובים מקבילים ביחידות עיבוד מרכזיות רבות המחוברות זו לזו. היכולת לשלב מרחוק קווביטים במודולים או בצמתים שונים היא צעד משמעותי ביישום גישות מודולריות כאלה.
מודולים כאלה יצטרכו לשלוח זה לזה מצבים קוונטיים מורכבים, והמחקר האחרון הוא צעד גדול לכך. גם רשת התקשורת הקוונטית יכולה לנצל את ההתקדמות הזו.
המדענים מקווים להרחיב את המערכת שלהם לשלושה צמתים כדי ליצור הסתבכות משולשת.
בדרך זו הם מקווים להראות שקוביטים מוליכים-על ימלאו תפקיד בר-קיימא בעתיד.
קרא גם
פיזיקאים יצרו אנלוגיה של חור שחור ואישרו את התיאוריה של הוקינג. לאן זה מוביל?
הפלה ומדע: מה יקרה לילדים שילדו
מדענים גילו את המהירות המותרת בעולם הקוונטים