Реализована рекордная запутанность кубитов

Китайские ученые смогли запутать шесть фотонов с использование трех характеристик каждого — поляризации, положения в пространстве и орбитального углового момента. В результате они получили систему из 18 полностью запутанных кубитов, которая может находиться в 262 144 квантовых состояниях одновременно. На данный момент это наилучший результат в подобного рода задачах. Статья с описанием опубликована в журнале Physical Review Letters.

Физики в течение последних десятилетий пытаются создать полноценный квантовый компьютер, который сможет решать задачи определенного типа несоизмеримо быстрее классических. Принцип работы такого вычислителя опирается на физический феномен квантовой запутанности, благодаря которому его элементы — кубиты — могут находиться не только в состояниях «1» и «0» как их классические аналоги, но и в суперпозиции состояний, то есть в некотором смысле в обоих одновременно. На данный момент так называемое «квантовое превосходство» еще не достигнуто, то есть квантовый компьютер пока не стал быстрее обычного ни в каких задачах, но сразу несколько исследовательских групп собираются добиться этого в ближайшие годы.

Обычно, чтобы достичь квантового превосходства, физики стремятся увеличить число связанных кубитов, но это не единственное условие. Помимо этого необходимо научиться точно контролировать и считывать информацию с каждого кубита, а также создавать запутанное состояние из всех сразу. Один из способов максимально использовать возможности запутанности состоит в том, чтобы оперировать сразу несколькими степенями свободы частиц. Три года назад группа китайских физиков первой в мире запутала сразу две характеристики — спин и орбитальный угловой момент. В новой работе эти же ученые реализовали запутанность по трем параметрам сразу для шести фотонов, побив таким образом предыдущий рекорд 14 полностью запутанных кубитов на основе атомов в лазерной ловушке.

Один из руководителей работы — Чао-Ян Лу из Научно-технического университета Китая — считает, что новую работу можно будет применить для полноценной демонстрации алгоритма коррекции квантовых ошибок, предложенного в 2012 году. Такая возможность должна быть у любого практически полезного квантового компьютера, но пока никто не решил эту задачу полностью. Дело в том, что для реализации этого кода нужно очень точно контролировать состояния многих кубитов и запутывать все частицы сразу.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.