Forskere fra Pritzker School of Molecular Engineering (PME) ved University of Chicago for første gang
I tillegg forsterket de den sammenfiltrede statengjennom samme kabel. De brukte først en kabel for å vikle sammen to qubits ved hver av de to nodene, og deretter vikle dem sammen med andre qubits ved nodene.
Resultatene, publisert i tidsskriftet Nature, vil bidra til å gjøre kvanteberegning mer gjennomførbar og legge grunnlaget for fremtidige kvantekommunikasjonsnettverk.
"Utvikling av metoder for overføringsammenfiltrede stater vil være avgjørende for skalering av kvanteberegning, ”sa professor Andrew Cleland, som ledet studien.
Qubits, eller kvantebiter, er de grunnleggende enhetenekvanteinformasjon. Ved å bruke sine kvanteegenskaper, som superposisjon, og deres evne til å kommunisere med hverandre, skaper forskere og ingeniører neste generasjon kvantecomputere. De vil være i stand til å løse tidligere uløselige problemer.
Cleland Lab bruker superledende qubits, små kryogene kretser som kan styres elektrisk.
Å passere sammenfiltrede stater gjennomkommunikasjonskabel - en superledende kabel en meter lang - forskerne har laget et eksperimentelt oppsett med tre superledende qubits i hver av to noder. De koblet en qubit ved hver node til kabelen, og sendte deretter kvantetilstander i form av mikrobølgefotoner nedover kabelen med minimalt tap av informasjon. Kvantestatens skjøre natur gjør denne prosessen ganske kompleks.
Professor Andrew Cllands laboratorium sendte sammenfiltrede tilstander av qubits gjennom en kommunikasjonskabel, og la grunnlaget for fremtidige kvantekommunikasjonsnettverk. Kreditt: Cleland Lab.
Tidligere forsker ved Clelands laboratorium,den første forfatteren av artikkelen, Yupeng Zhong, utviklet et system der hele overføringsprosessen - fra node til kabel til node - tar bare noen få titalls nanosekunder (en nanosekund er en milliarddel av et sekund). Dette tillot dem å sende sammenfiltrede kvantestater med veldig lite tap av informasjon.
Systemet tillot også forskere å "forsterke"innvikling av qubits. De brukte en qubit ved hver node og viklet dem sammen, og sendte egentlig en halv foton gjennom en kabel. Forskerne utvidet deretter denne viklingen til andre qubits ved hver node. Som et resultat ble alle seks qubits i to noder viklet inn i en enkelt globalt sammenfiltret tilstand.
I fremtiden vil kvantecomputere trolig være deter bygget fra moduler der familier av sammenfiltrede qubits utfører beregninger. Til slutt vil disse datamaskinene bygges fra mange av disse nettverksmodulene. Denne prosessen ligner på hvordan superdatamaskiner i dag utfører parallelle beregninger på mange sentrale prosesseringsenheter som er koblet til hverandre. Evnen til å fjernkoble qubits i forskjellige moduler eller noder er et viktig skritt i å implementere slike modulære tilnærminger.
Slike moduler må sende hverandre komplekse kvantetilstander, og den siste forskningen er et stort skritt mot det. Kvantekommunikasjonsnettverket kan også dra nytte av dette fremskrittet.
Forskerne håper deretter å utvide systemet til tre noder for å skape treveisforvikling.
På denne måten håper de å vise at superledende qubits vil spille en levedyktig rolle i fremtiden.
Les også
Fysikere har laget en analog av et svart hull og bekreftet Hawkings teori. Hvor det fører?
Abort og vitenskap: hva vil skje med barna som skal føde
Forskere har oppdaget fartsgrensen i kvanteverdenen