นักวิจัยจาก Pritzker School of Molecular Engineering (PME) จากมหาวิทยาลัยชิคาโกเป็นครั้งแรก
นอกจากนี้ยังขยายสถานะที่พันกันผ่านสายเคเบิลเดียวกัน ก่อนอื่นพวกเขาใช้สายเคเบิลเพื่อพันสอง qubits ที่แต่ละโหนดทั้งสองแล้วพันเข้ากับ qubits อื่น ๆ ที่โหนด
ผลลัพธ์ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature จะช่วยให้การคำนวณควอนตัมเป็นไปได้มากขึ้นและวางรากฐานสำหรับเครือข่ายการสื่อสารควอนตัมในอนาคต
"การพัฒนาวิธีการถ่ายทอดรัฐที่พันกันจะมีความสำคัญต่อการปรับขนาดของคอมพิวเตอร์ควอนตัม” ศาสตราจารย์แอนดรูว์คลีแลนด์ผู้เป็นผู้นำการศึกษากล่าว
Qubits หรือควอนตัมบิตเป็นหน่วยพื้นฐานข้อมูลควอนตัม การใช้คุณสมบัติทางควอนตัมเช่นการซ้อนทับและความสามารถในการสื่อสารระหว่างกันนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรกำลังสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมรุ่นต่อไป พวกเขาจะสามารถแก้ปัญหาที่แก้ไม่ได้ก่อนหน้านี้
Cleland Lab ใช้ qubits ตัวนำยิ่งยวดซึ่งเป็นวงจรการแช่แข็งขนาดเล็กที่สามารถควบคุมด้วยไฟฟ้า
เพื่อส่งผ่านสถานะที่พันกันผ่านสายสื่อสาร - สายเคเบิลตัวนำยิ่งยวดยาว 1 เมตร - นักวิจัยได้สร้างการตั้งค่าการทดลองที่มีควิตตัวนำยิ่งยวดสามตัวในแต่ละโหนดสองโหนด พวกเขาเชื่อมต่อหนึ่ง qubit ที่แต่ละโหนดเข้ากับสายเคเบิลจากนั้นส่งสถานะควอนตัมในรูปแบบของโฟตอนไมโครเวฟไปตามสายเคเบิลโดยมีการสูญเสียข้อมูลน้อยที่สุด ลักษณะที่เปราะบางของสถานะควอนตัมทำให้กระบวนการนี้ค่อนข้างซับซ้อน
ห้องปฏิบัติการของศาสตราจารย์ Andrew Cland ได้ส่งสถานะของ qubits ที่พันกันผ่านสายสื่อสารเพื่อวางรากฐานสำหรับเครือข่ายการสื่อสารควอนตัมในอนาคต เครดิต: Cleland Lab
อดีตนักวิจัยจากห้องปฏิบัติการของคลีแลนด์Yupeng Zhong ผู้เขียนบทความคนแรกได้พัฒนาระบบที่กระบวนการส่งข้อมูลทั้งหมดจากโหนดไปยังสายเคเบิลไปยังโหนดใช้เวลาเพียงไม่กี่สิบนาโนวินาที (หนึ่งนาโนวินาทีคือหนึ่งในพันล้านวินาที) สิ่งนี้ทำให้พวกเขาสามารถส่งสถานะควอนตัมที่พันกันโดยสูญเสียข้อมูลน้อยมาก
ระบบยังอนุญาตให้นักวิทยาศาสตร์ "ขยาย"ความยุ่งเหยิงของ qubits พวกเขาใช้หนึ่ง qubit ในแต่ละโหนดและพันเข้าด้วยกันโดยส่งโฟตอนครึ่งหนึ่งผ่านสายเคเบิล จากนั้นนักวิจัยได้ขยายความพัวพันนี้ไปยัง qubits อื่น ๆ ที่แต่ละโหนด เป็นผลให้ qubits ทั้งหกในสองโหนดพัวพันอยู่ในสถานะพันกันทั่วโลก
ในอนาคตคอมพิวเตอร์ควอนตัมอาจจะเป็นสร้างจากโมดูลที่กลุ่มของ qubits พันกันทำการคำนวณ ในที่สุดคอมพิวเตอร์เหล่านี้จะสร้างขึ้นจากโมดูลเครือข่ายเหล่านี้จำนวนมาก กระบวนการนี้คล้ายกับวิธีที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ในปัจจุบันทำการคำนวณแบบขนานบนหน่วยประมวลผลกลางหลายหน่วยที่เชื่อมต่อกัน ความสามารถในการพัวพัน qubits จากระยะไกลในโมดูลหรือโหนดต่างๆเป็นขั้นตอนสำคัญในการนำแนวทางแบบแยกส่วนดังกล่าวไปใช้
โมดูลดังกล่าวจะต้องส่งสถานะควอนตัมที่ซับซ้อนซึ่งกันและกันและการวิจัยล่าสุดถือเป็นก้าวสำคัญสู่สิ่งนั้น เครือข่ายการสื่อสารควอนตัมยังสามารถใช้ประโยชน์จากความก้าวหน้านี้
นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะขยายระบบของพวกเขาเป็นสามโหนดเพื่อสร้างสิ่งกีดขวางสามทาง
ด้วยวิธีนี้พวกเขาหวังว่าจะแสดงให้เห็นว่า qubits ของตัวนำยิ่งยวดจะมีบทบาทที่เป็นไปได้ในอนาคต
อ่านยัง
นักฟิสิกส์ได้สร้างอะนาล็อกของหลุมดำและยืนยันทฤษฎีของ Hawking นำไปสู่ที่ไหน?
การทำแท้งกับวิทยาศาสตร์: จะเกิดอะไรขึ้นกับเด็กที่จะคลอด
นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบขีด จำกัด ความเร็วในโลกควอนตัม