Перший цільовий обмін заплутаність з квантом

Процес для квантового комп'ютера вперше успішно реалізований в лабораторії

У цій пастці з іонами чотири іони потрапили в пастку і перехрестилися парами. © C. Лакнер / Університет Інсбрука
читати вголос

Важлива методика майбутнього квантового комп’ютера, так званий детермінований перенос заплутування, вчені вперше реалізовані. Як вони повідомляють у журналі Nature Physics, особливість полягає у цілеспрямованій, а не в ненав’язливій передачі інформації на квантовому рівні.

Заплутування - це коли два окремих квантових об'єкта певним чином з'єднані. "Передача заплутаності - також її називають заміною заплутаності - важливий процес для квантової обробки інформації. Це було кілька разів продемонстровано в лабораторії », - пояснюють Марк Рібе та Маркус Генріх з Інституту експериментальної фізики університету Інсбрука. "Однак вперше нам вдалося цілеспрямовано здійснити цю передачу взаємозв'язку; ми називаємо це детермінованою взаємозалежністю взаємопов'язаності".

Цілеспрямована маніпуляція

Дослідники Інсбруку влаштовують чотири іони в електромагнітній пастці і спеціально їх готують лазерними променями. Спочатку два іони переплітаються один з одним. На кожному з іонів двох пар проводиться так зване «вимірювання дзвону». Вимірявши спочатку не заплутані іони, тепер заплуталися. Залежно від результату вимірювання, іонами спеціально маніпулюють з метою створення певного заплутаного стану. "Квантово-механічне переплутування можна перенести таким чином", - наголошують Рібе та Генріх. "Він передбачає блокування двох частинок, які не мають спільного минулого".

Ефективно пов'язуйте будівельні блоки

Наприклад, ця методика може знайти застосування в майбутніх квантових комп'ютерах, де обплутування використовується для обчислення більш ефективно, ніж у звичайних комп'ютерах. Тому що при перенесенні заплутування двох частинок високої якості може генеруватися на відстані. "Заплутані частинки можуть бути відокремлені один від одного і тим не менш пов'язані між собою - як називав Ейнштейн -" примарний ефект на далекі відстані ", - пояснює керівник дослідницької групи" Райнер ". "За допомогою інших методів дуже важко відокремити заплутані частинки, не втрачаючи заплутування".

Важливе значення для квантових комп'ютерів наступного покоління

Блокуючий обмін стає важливим насамперед із квантовими комп'ютерами наступного покоління. Потім різні компоненти квантового комп'ютера можуть бути побудовані на невеликих мікросхемах, і, таким чином, частинки між елементами обчислення, зберігання та передачі переміщуються вперед і назад. "Однак це працює лише в тому випадку, якщо окремі іони, як носії кубітів, також можуть бути свідомо обмежені та розділені", - наголошує Райнер Блатт. Це підтвердження вперше було досягнуто експериментально. Таким чином, різні області на квантовому комп'ютерному мікросхемі можуть бути ефективно мережевими в майбутньому

(Університет Інсбрука, 27.10.2008 - НКО)