Физики создали прототип шины передачи данных в квантовых компьютерах



Американские физики впервые смогли «запутать» на квантовом уровне фотон и атомы Ридберга — ядра щелочных металлов с «высокоорбитальным» электроном, что открывает дорогу для создания полноценных шин передачи данных для сложных квантовых компьютеров, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

«Мы хотим заставить фотоны пролетать большие расстояния, что позволит нам разработать масштабируемые протоколы для "запутывания» все большего числа узлов в квантовом компьютере. Система, которую нам удалось создать, гораздо ближе к настоящей квантовой сети, чем что-либо созданное ранее. Это действительно многообещающее открытие", — заявил Алексей Кузьмич из университета штата Джорджия в Атланте (США).

Кузьмич и его коллеги, Ярослав Дудин и Линь Ли, открыли перспективную методику передачи данных между узлами квантового компьютера, экспериментируя с так называемыми атомами Ридберга. Они представляют собой атомы щелочных металлов, один из электронов которых находится в высоковозбужденном состоянии на большом расстоянии от ядра.

Подобные частицы являются привлекательными кандидатами на роль кубитов — базовых ячеек квантовых компьютеров.

В частности, их большие размеры по сравнению с обычными атомами облегчают манипуляции со спином, а особые физические свойства позволяют передавать состояние атома в виде одного фотона. Тем не менее, спином атомов Ридберга крайне сложно манипулировать, так как их необходимо удерживать внутри лазерно-оптической ловушки.

Авторы статьи решили эту проблему, подобрав особую «магическую» частоту лазера, которая позволяла им одновременно менять спин или заставлять атомы излучать фотон. Благодаря этому им удалось объединить свыше 5 тысяч рубидиевых атомов Ридберга в один кубит, состояние которого можно считать с 100% точностью.

По их словам, такие кубиты можно использовать в качестве узлов надежной квантовой сети, точность передачи информации в которой не будет снижаться с ростом ее размеров.

Источник

«Счастье дается только знающим. Чем больше знает человек, тем резче, тем сильнее он видит поэзию земли там, где ее никогда не найдет человек, обладающий скудными знаниями»

Константин Паустовский

Файлы

Советы молодым учёным

Речь и мышление ребенка

Рождение сложности. Эволюционная биология сегодня

Гориллы в тумане