Спустя два десятилетия после теоретического предсказания квантовой запутанности физики из Австрийского института науки и технологий и Технического университета Мюнхена доказали это явление экспериментально. Работа, опубликованная в Physical Review X, описывает создание прототипа, который может стать основой для масштабирования квантовых вычислений. Об этом сообщает сайт Science XXI.
Кубиты — квантовые аналоги битов — способны находиться в суперпозиции состояний 0 и 1 одновременно. Для запутывания изолированных кубитов исследователи применили так называемую квантовую ванну из световых частиц. Этот подход позволил установить стабильную связь между кубитами, находящимися на расстоянии.
Традиционные методы запутывания, такие как передача одиночного фотона или сопоставление фотонов от двух кубитов, требуют постоянного контроля и часто дают сбои. Новый метод вместо этого воздействует на оба кубита низкоэнергетическими микроволнами. В результате удалось получить устойчивое запутанное состояние без активного управления и непрерывных измерений.
В эксперименте кубиты и источник фотонов соединял кабель длиной около 50 сантиметров. Ученые полагают, что схема будет работать на любых расстояниях. Кроме того, один источник коррелированных фотонов способен создавать несколько запутанных пар, что полезно для гибридных систем с фотонами разных частот.
Синхронизацию кубитов подтвердили с помощью сверхкоротких микроволновых импульсов, длящихся миллиардные доли секунды. Отметим: измерение состояния кубита разрушает суперпозицию, переводя его в 0 или 1, а декогеренция снижает вычислительные возможности. Сейчас установка передает лишь около 10% доступной запутанности квантовой ванны, уступая методам с активным управлением. Тем не менее авторы считают схему масштабируемой и пригодной для дальнейшего улучшения — вплоть до синхронизации множества удаленных кубитов.