Cercetătorii de la Pritzker School of Molecular Engineering (PME) de la Universitatea din Chicago, pentru prima dată
În plus, au amplificat starea încurcatăprin același cablu. Mai întâi au folosit un cablu pentru a încurca doi qubituri la fiecare dintre cele două noduri, apoi le-au încurcat cu alte qubite la noduri.
Rezultatele, publicate în revista Nature, vor ajuta la realizarea calculului cuantic mai fezabil și vor pune bazele viitoarelor rețele de comunicații cuantice.
"Dezvoltarea metodelor de transferstările încâlcite vor fi esențiale pentru scalarea calculului cuantic ", a declarat profesorul Andrew Cleland, care a condus studiul.
Qubiturile sau biții cuantici sunt unitățile de bazăinformații cuantice. Folosind proprietățile lor cuantice, cum ar fi suprapunerea, și capacitatea lor de a comunica între ei, oamenii de știință și inginerii creează următoarea generație de computere cuantice. Aceștia vor putea rezolva problemele care anterior nu erau de rezolvat.
Cleland Lab, folosește qubits supraconductori, mici circuite criogenice care pot fi controlate electric.
A trece prin stări încurcatecablu de comunicație - un cablu supraconductor lung de un metru - cercetătorii au creat o configurație experimentală cu trei qubits supraconductori în fiecare dintre cele două noduri. Au conectat câte un qubit la fiecare nod la cablu și apoi au trimis stări cuantice sub formă de fotoni cu microunde pe cablu, cu pierderi minime de informații. Natura fragilă a stărilor cuantice face acest proces destul de complex.
Laboratorul profesorului Andrew Cland a trimis stări încurcate de qubits printr-un cablu de comunicații, punând bazele viitoarelor rețele de comunicații cuantice. Credit: Cleland Lab.
Fost cercetător la Laboratorul Cleland,Primul autor al articolului, Yupeng Zhong, a dezvoltat un sistem în care întregul proces de transmisie - de la nod la cablu în nod - durează doar câteva zeci de nanosecunde (o nanosecundă este o miliardime de secundă). Acest lucru le-a permis să trimită stări cuantice încurcate cu foarte puține pierderi de informații.
De asemenea, sistemul a permis oamenilor de știință să „amplifice”încâlcirea qubiților. Au folosit câte un qubit la fiecare nod și i-au încurcat împreună, trimițând în esență un semifoton printr-un cablu. Cercetătorii au extins apoi această încurcătură la alte qubits de la fiecare nod. Ca rezultat, toate cele șase qubituri din două noduri au fost încurcate într-o singură stare încurcată global.
În viitor, computerele cuantice vor fi probabilsunt construite din module în care familiile de qubiți încurcați efectuează calcule. În cele din urmă, aceste computere vor fi construite din multe dintre aceste module de rețea. Acest proces este similar cu modul în care supercalculatoarele efectuează astăzi calcule paralele pe multe unități centrale de procesare conectate între ele. Abilitatea de a încurca de la distanță qubiturile în diferite module sau noduri este un pas semnificativ în implementarea unor astfel de abordări modulare.
Astfel de module vor trebui să își transmită reciproc stări cuantice complexe, iar cele mai recente cercetări reprezintă un mare pas spre aceasta. Rețeaua de comunicații cuantice poate profita, de asemenea, de acest avans.
Oamenii de știință speră să-și extindă apoi sistemul la trei noduri pentru a crea încurcarea în trei direcții.
În acest fel, ei speră să arate că qubitii supraconductori vor juca un rol viabil în viitor.
Citește și
Fizicienii au creat un analog al unei găuri negre și au confirmat teoria lui Hawking. Unde duce?
Avortul și știința: ce se va întâmpla cu copiii care vor naște
Oamenii de știință au descoperit limita de viteză în lumea cuantică