Успех в создании квантовой сети из 13 фотонных кубитов
Группа физиков из Университета Цинхуа в Китае достигла значимого прогресса в области квантовых технологий, соединив 13 фотонных кубитов в единую устойчивую квантовую сеть. Ключ к этому успеху — применение сверхпроводящих микросхем и метода квантового ненарушающего измерения (QND), что позволяет расширять квантовые сети без потери фотонов. Результаты работы были опубликованы 12 октября 2023 года.
Подробности эксперимента и его значение
В созданной системе 13 фотонных кубитов взаимодействуют друг с другом. Квантовая информация кодировалась во времени прихода фотонов, а пары фотонов переводились в обобщённое состояние Белла с помощью высокочувствительного детектора. Важным достижением стало одновременное многопарное запутывание всех 13 кубитов. Сверхпроводящие компоненты системы позволяют сбрасывать остаточные состояния и повторно использовать их, что значительно повышает эффективность работы всей сети.
Несмотря на то, что 13 кубитов являются настоящим рекордом для лабораторных условий, система пока не готова к практическому применению в качестве квантового компьютера. Существуют ограничения, связанные с точностью работы детекторов и эффективностью генерации фотонов.
По словам учёного Хонги Чжана, «Большие фотонные граф-станы — важнейший ресурс для квантовой связи, сетей и вычислений на основе измерений».
Этот результат знаменует собой важный шаг на пути к развитию квантовых сетей, способных коренным образом изменить методы передачи и обработки информации. Для выхода на новый уровень необходимо решить технические задачи, такие как улучшение чувствительности детекторов. Тем не менее, успешное создание запутанных состояний открывает перспективы для квантовой коммуникации и вычислительных систем. В дальнейшем подобные исследования могут привести к появлению более сложных квантовых платформ, способных выполнять вычисления, недостижимые для классических компьютеров.
Для русскоязычных специалистов и энтузиастов квантовых технологий этот прорыв подчеркивает актуальность международных исследований в сфере фотонных кубитов и сверхпроводящих устройств, которые являются одними из ведущих направлений в глобальном развитии квантовых вычислений.
Достижения китайских учёных в области квантовых технологий не ограничиваются лишь созданием стабильной сети из 13 фотонных кубитов. Недавно они также продемонстрировали возможность телепортации квантовой информации через сотню каналов, что открывает новые горизонты для развития квантовой связи и вычислений. Эти прорывы подчеркивают важность дальнейших исследований в данной области, способных значительно изменить способы передачи данных.