Výskumníci z Pritzker School of Molecular Engineering (PME) na Chicagskej univerzite po prvýkrát
Navyše umocnili zapletený stavcez ten istý kábel. Najprv pomocou kábla splietli dva qubity v každom z dvoch uzlov a potom ich splietli s ďalšími qubitmi v uzloch.
Výsledky publikované v časopise Nature pomôžu zlepšiť uskutočniteľnosť kvantových počítačov a položiť základy pre budúce kvantové komunikačné siete.
„Vývoj metód na prenoszapletené stavy budú nevyhnutné pre škálovanie kvantových výpočtov,“ povedal profesor Andrew Cleland, ktorý viedol štúdiu.
Základnými jednotkami sú qubity alebo kvantové bitykvantové informácie. Pomocou ich kvantových vlastností, ako je superpozícia, a ich schopnosti vzájomnej komunikácie, vedci a inžinieri vytvárajú ďalšiu generáciu kvantových počítačov. Budú schopní riešiť predtým neriešiteľné problémy.
Cleland Lab používa supravodivé qubity, drobné kryogénne obvody, ktoré možno ovládať elektricky.
Prechádzať cez zamotané štátykomunikačný kábel - supravodivý kábel dlhý jeden meter - výskumníci vytvorili experimentálnu zostavu s tromi supravodivými qubitmi v každom z dvoch uzlov. Pripojili jeden qubit v každom uzle ku káblu a potom poslali kvantové stavy ako mikrovlnné fotóny cez kábel s minimálnou stratou informácií. Krehká povaha kvantových stavov tento proces dosť komplikuje.
Laboratórium profesora Andrewa Kllanda poslalo zapletené stavy qubitov cez komunikačný kábel, čím položili základ pre budúce kvantové komunikačné siete. Poďakovanie: Cleland Lab.
bývalý výskumný pracovník v laboratóriu Cleland,Yupeng Zhong, prvý autor článku, vyvinul systém, v ktorom celý proces prenosu – od uzla cez kábel k uzlu – trvá len niekoľko desiatok nanosekúnd (nanosekunda je jedna miliardtina sekundy). To im umožnilo posielať zapletené kvantové stavy s veľmi malou stratou informácií.
Systém tiež umožnil vedcom „posilniť“spletenie qubitov. Použili jeden qubit v každom uzle a preplietli ich dohromady, čím v podstate poslali polovičný fotón cez kábel. Výskumníci potom rozšírili toto zapletenie na ďalšie qubity v každom uzle. Výsledkom bolo, že všetkých šesť qubitov v dvoch uzloch bolo zapletených do jedného globálne zapleteného stavu.
V budúcnosti pravdepodobne budú kvantové počítačesú zostavené z modulov, v ktorých rodiny zapletených qubitov vykonávajú výpočty. Nakoniec budú tieto počítače postavené z mnohých týchto sieťových modulov. Tento proces je podobný tomu, ako dnes superpočítače vykonávajú paralelné výpočty na mnohých centrálnych procesorových jednotkách, ktoré sú navzájom prepojené. Schopnosť vzdialene zapletať qubity do rôznych modulov alebo uzlov je významným krokom vpred pri implementácii takýchto modulárnych prístupov.
Takéto moduly by si museli navzájom posielať zložité kvantové stavy a najnovší výskum je veľkým krokom k tomu. Tento úspech môže využiť aj kvantová komunikačná sieť.
Vedci dúfajú, že potom rozšíria svoj systém na tri uzly, aby vytvorili trojcestné zapletenie.
Týmto spôsobom dúfajú, že ukážu, že supravodivé qubity budú v budúcnosti hrať životaschopnú úlohu.
Prečítajte si tiež
Fyzici vytvorili analóg čiernej diery a potvrdili Hawkingovu teóriu. Kadiaľ vedie?
Potraty a veda: čo sa stane s deťmi, ktoré budú rodiť
Vedci objavili rýchlostný limit v kvantovom svete