Китайские учёные увеличили время сохранения квантовой запутанности при комнатной температуре в 240 раз

Практическое значение открытия

Как сообщает НВ — Техно: Исследователи из Университета науки и технологий Китая под руководством Шуо Рена и Жуй-Цзянь Ляна добились прорыва в области квантовых технологий. Им удалось увеличить продолжительность сохранения квантовой запутанности электронов в твёрдотельной системе при комнатной температуре в 240 раз. Это стало возможным благодаря переносу запутанных состояний с электронных спинов на ядерные спины изотопа кремния-29 в карбиде кремния. Полученные результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters.

В ходе эксперимента начальная степень запутанности достигала 94%, а после передачи на ядерные спины точность составила 92,5%. Время жизни квантовой запутанности в ядерной памяти превысило 240 микросекунд, тогда как в электронном состоянии оно было чуть более 1 микросекунды. Из 200 исследованных центров в карбиде кремния более 10% содержали связанные ядерные спины, что указывает на перспективность этой платформы для дальнейших научных разработок.

Применяемые методики

Для реализации переноса запутанности учёные использовали протокол SWAP-gate. Карбид кремния выбран как твёрдотельный материал с цветными центрами, а ядерные спины кремния-29 показали высокую устойчивость к внешним воздействиям и шумам. Квантовая запутанность - это уникальное состояние, при котором свойства нескольких квантовых частиц остаются связанными независимо от расстояния между ними. Это важный шаг на пути масштабирования квантовых регистров и разработки новых технологий.

Достижения данной группы исследователей имеют большое значение для развития квантовых компьютеров и систем квантовой связи. Способность сохранять квантовую запутанность при обычной температуре существенно облегчает практическое использование квантовых устройств, так как устраняет необходимость в сложном охлаждении. Для русскоязычной аудитории важно понимать, что именно это упрощение может стать ключевым фактором для внедрения квантовых технологий в коммерческую сферу в ближайшем будущем. В дальнейшем это исследование может помочь создавать более надёжные квантовые сети и вычислительные системы, открывая новые возможности в области обработки данных.

Данное открытие китайских ученых подчеркивает важность развития квантовых технологий в различных странах. Например, Великобритания недавно представила квантовый компьютер, который превосходит классические вычислительные системы, что свидетельствует о глобальной гонке в этой области. Успехи в сохранении квантовой запутанности открывают новые горизонты для практического применения квантовых устройств, что делает их конкурентоспособными на мировом рынке технологий.