Исследователи из США представили миру новую технологию, которая позволит отправлять, хранить и извлекать квантовую информацию. Это является достижением, которое может открыть новые горизонты в области квантовой связи. Они нашли способ, как с помощью света и единственного электрона установить связь с облаком квантовых битов.
В чем суть?
Исследователи из Кембриджского университета разработали метод, позволяющий лучше контролировать поведение облака атомных ядер, в которое они внедрили одну частицу, закодированную с квантовой информацией, также называемую квантовым битом. Поскольку каждое ядро внутри облака вращается в разном направлении, практически невозможно идентифицировать частицу, несущую информацию.
Этот процесс похож на поиск иголки в стоге сена с небольшой дополнительной помощью экспериментальной физики. Исследователи ввели «иголку» квантовой информации в «стог сена» ядер, а затем сумели контролировать поведение "стога сена"", чтобы облегчить поиск "иглы". Ученым удалось закрепить единственный кубит (квантовый разряд, или наименьший элемент для хранения информации в квантовом компьютере) среди облака из 100 000 вращающихся ядер.
Грандиозные планы
Пользуясь этим методом, ученые хотят соединить квантовые компьютеры в единую Сеть. Однако еще предстоит провести много исследований, чтобы выяснить, как лучше всего кодировать, сжимать и передавать информацию с помощью квантовых состояний.
Как правило, квантовая информация может быть закодирована в электронах, которые удерживаются в искусственно созданных кристаллах, содержащих тысячи атомов, называемых квантовыми точками. Однако есть препятствие, которое мешает развитию квантового интернета на квантовых точках. Это способность временного хранения квантовой информации на "перевалочных пунктах" вдоль всего пути. Решением может быть размещение информации в облаке с 100 000 атомных ядер. Если попробовать связаться с этими ядрами так же, как мы связываемся с обычными битами, возникают препятствия.
Однако исследования 2019 года показали, что можно охладить облака до сверхнизких температур. Тогда эти ядра можно заставить двигаться в унисон, что значительно снижает уровень помех в системе. Управляя коллективным состоянием 100 000 ядер, ученые смогли обнаружить существование квантовой информации со сверхвысокой точностью в 1,9 миллионных долей. Это достаточно для того, чтобы заметить изменение состояния одного бита.
