Эксперимент подтвердил теорию квантовой запутанности спустя два десятилетия
Физики из Австрийского института науки и технологий совместно с Техническим университетом Мюнхена провели эксперимент, который подтвердил теорию квантовой запутанности, выдвинутую около двух десятилетий назад. Исследователи разработали прототип системы, способной масштабировать процессы в области квантовых вычислений. Работа сосредоточена на обеспечении устойчивой связи между удаленными кубитами. Об этом пишет портал Science XXI.
Кубиты представляют собой квантовые аналоги обычных битов, используемых в компьютерной технике. Если бит может принимать значение 0 или 1, кубит способен находиться в состоянии их сочетания. В ходе исследования ученые применили так называемую квантовую ванну, состоящую из световых частиц, для запутывания изолированных кубитов. Результаты работы были опубликованы в журнале Physical Review X.
Традиционно для создания запутанности между кубитами используется передача одиночного фотона или сопоставление фотонов, испускаемых двумя кубитами. Эти методы требуют постоянного контроля и не всегда обеспечивают желаемый результат. Новый подход предполагает воздействие на оба кубита низкоэнергетическими микроволнами, что позволило достичь устойчивого состояния запутанности без активного контроля и частых измерений.
В рамках эксперимента кубиты и источник фотонов были разделены кабелем длиной около 50 см. Ученые уверены, что предложенная схема может быть использована на любых расстояниях. Один источник коррелированных фотонов также может служить для создания нескольких запутанных пар. Этот метод может быть полезен и в гибридных квантовых системах, работающих с фотонами различных частот.
Исследователи подтвердили синхронизацию кубитов с помощью крайне коротких микроволновых импульсов, длительность которых составляет миллиардные доли секунды. Измерение состояния кубита приводит к его переходу в состояние 0 или 1, что остается одной из актуальных проблем квантовых вычислений. Потеря квантовых свойств, известная как декогеренция, ограничивает вычислительные возможности таких систем.
Авторы подчеркивают, что текущая установка передает около 10% доступной запутанности квантовой ванны. Хотя по эффективности она пока уступает методам с активным контролем состояний кубитов, разработчики считают свою схему масштабируемой и допускают возможность ее дальнейшего улучшения для синхронизации нескольких удаленных кубитов.
