Fizicienii au demonstrat pentru prima dată procesul de teleportare cuantică de la un cip de siliciu la altul. Sistemul lor, bazat pe principiile opticii integrate, folosește o combinație de surse fotonice neliniare și circuite cuantice liniare. Acest design oferă una dintre cele mai ridicate precizii de teleportare până în prezent. Lucrare publicată în Nature Physics.
Pentru a construi sisteme pentru procesarea și transmiterea informațiilor cuantice, oamenii de știință folosesc adesea principiile opticii integrate. Optica are mai multe avantaje semnificative: de exemplu, vă permite să scalați sistemul, crescând capacitatea sa de calcul. Lucrul cu date cuantice în optică integrată necesită, totuși, implementarea mai multor mecanisme complexe. Un astfel de sistem ar trebui să poată genera grupuri de fotoni singuri, să le controleze și apoi să înregistreze.
În lucrările anterioare, fizicienii s-au confruntat deja cu problema creării unui generator cu fotoni suficient de luminoși și distinctivi. În plus, combinarea unei surse de fotoni cu circuite cuantice (înregistratoare) în cadrul unui dispozitiv compact este o sarcină destul de dificilă. În ciuda acestui fapt, în 2014, oamenii de știință au reușit teleportarea cuantică a unui foton în cadrul unui singur cip de siliciu.
Acum, o echipă internațională de oameni de știință condusă de Daniel Llewellyn de la Universitatea din Bristol a construit un sistem care permite teleportarea cuantică de la un cip la altul. Este format din două părți - un transmițător (5 × 3 milimetri) și un receptor (3,5 × 1,5 milimetri). Transmițătorul este o rețea de surse fotonice neliniare și circuite cuantice liniare.
În primul rând, două perechi de fotoni sunt generate și trecute printr-un senzor pentru a determina dacă sunt încurcate. Acestea sunt apoi direcționate prin canalele ghidului de undă către un circuit cuantic liniar (o secvență de experimente cuantice). Ultima etapă este măsurarea folosind un sistem de interferometre Mach-Zehnder (acest dispozitiv este format dintr-un ghid de undă care se ramifică în două părți; electrozii situați pe părțile laterale ale brațelor interferometrului aduc din nou fasciculul într-unul singur). Unul dintre fotonii încurcați este trimis către receptor printr-un cablu de fibră optică de 10 metri. Receptorul efectuează aceleași măsurători ale interferometrului ca și emițătorul.
Reprezentarea schematică a dispozitivului. și. emițător b. receptor.
Instalarea poate teleporta fotoni într-unul și două jetoane (în cazul a două cipuri, acestea se aflau la o distanță de 10 metri unul de celălalt). Gradul de coincidență a stărilor cuantice (precizia teleportării) în primul mod este 0,906, în al doilea - 0,885. În lucrarea de teleportare din 2014, fizicienii au obținut o cifră de aproximativ 0,89.
Potrivit autorilor, munca lor poate fi utilă în proiecte de optică integrată la scară mai mare care sunt aplicabile în domeniul comunicării cuantice și al calculului. Vorbim nu numai despre un computer cuantic, ci și despre o rețea cuantică implementată pe principii optice. Îmbunătățirea preciziei transmiterii datelor va permite fizicienilor să creeze comunicații mai eficiente bazate pe teleportarea cuantică.
Video promotional:
Nu cu mult timp în urmă, oamenii de știință au fotografiat înțelegerea cuantică, puteți să-l priviți. Și profesorul Alexander Lvovsky ne-a spus despre cum să înțelegem corect experimentele cu particule încurcate.
Oleg Makarov
