Благодаря новому подходу ученые смогут соединить квантовые компьютеры в сеть
Ученые из США нашли способ, как с помощью света и единого электрона установить связь с облаком квантовых битов и получить данные об их поведении. Используя лазерный луч, они смогли найти "иглу" крайне нестабильной квантовой информации "стога сена" из 100 000 ядер с точностью 1,9 миллионных долей.
Технология, разработанная специалистами из Университета Кембриджа, позволяет отправлять крайне хрупкую квантовую информацию оптически для хранения в ядерной системе и верифицировать ее отпечаток с минимальными помехами. Это важный шаг в развитии квантового интернета.
Почему это открытие так важно
Первые квантовые компьютеры, использующие потенциал субатомных частиц, уже на горизонте. Однако для достижения большей эффективности их нужно объединить в сеть - в квантовый интернет. Для передачи квантовой информации удобно было бы использовать каналы света, а сейчас нет лучшего источника квантового света, чем квантовые точки - крошечные кристаллы искусственных атомов.
Однако одно препятствие мешает развитию квантового интернета на квантовых точках: способность временного хранения квантовой информации на "перевалочных пунктах" вдоль всего пути. Решением может быть размещение информации в облаке из 100 000 атомных ядер, которые содержит каждая квантовая точка, считают ученые. Но если попытаться связаться с этими ядрами так же, как мы связываемся с обычными битами, возникают помехи.
Однако, как показали ученые в 2019, если охладить облака до сверхнизких температур, эти ядра можно заставить двигаться в унисон, что значительно снижает уровень помех в системе. Теперь они продемонстрировали еще один способ хранения и получения квантовой информации в ядрах. Управляя коллективным состоянием 100 000 ядер, они смогли обнаружить существование квантовой информации со сверхвысокой точностью в 1,9 миллионных долей: достаточно для того, чтобы заметить изменение состояния одного-единственного бита.
Если представить наше облако спинов как стадо из 100 000 овец, движущихся хаотично, то заметить, как одна овца внезапно меняет направление, сложно. Но если все стадо движется как четкая волна, то изменение положения одной овцы становится очень хорошо заметным,
- объяснили ученые.
С помощью этой технологии исследователи смогут отправлять информацию в кубит и "слушать", что скажут спины, с минимальными препятствиями вплоть до фундаментального предела, заданного квантовой механикой.
