Впервые физики телепортировали квантовую логику
Logo
Cover

Квантовая телепортация переносит данные из одной квантовой системы в другую, даже если они обе полностью изолированы друг от друга. Физики из США перенесли полную квантовую логику при помощи ионов — главных элементов будущих квантовых компьютеров.

Для того чтобы полномасштабный квантовый компьютер заработал, понадобятся миллионы квантовых битов, или кубитов, а также возможность проводить операции между кубитами, распределенными между машинами и сетями. Телепортация логических операций — один из таких способов, который притом не требует прямых квантово-механических соединений, пишет Science Daily.

Команда ученых из Национального института стандартов и технологий США телепортировала логический вентиль между двумя кубитами иона бериллия, расположенными на расстоянии свыше 340 микрометров в отдельных зонах ионной ловушки. Такое расстояние исключает значимое прямое взаимодействие. Операция переключает второй кубит из состояния 0 в 1 или наоборот, только если первый кубит равен 1. Если он равен 0, ничего не происходит. Таким образом, оба кубита могут быть в суперпозиции, когда их значения одновременно равны и 1, и 0.

В основе данного процесса телепортации лежала запутанность, которая связывает квантовые свойства частиц. В качестве «гонцов» между ионами бериллия использовались ионы магния. Ученые обнаружили, что процесс запутывает ионы магния с вероятностью успеха 95%. Вероятность успеха всей операции — заметно ниже.

«Мы подтвердили, что наша логическая операция работает при всех состояниях ввода двух квантовых битов с вероятностью 85-87%. Далеко не идеал, но это только начало», — говорит физики Дитрих Ляйбфрид.

Миниатюрный квантовый маршрутизатор разработали датские ученые. Он направляет частицы света, несущие квантовую информацию, внутри фотонного микрочипа и сочетает в себе нанооптомеханику и квантовую фотонику.