Изследователи демонстрират квантова телепортация от чип към чип
Изследователски екип, ръководен от учени от Бристолския университет, успешно демонстрира квантова телепортация на информация между два програмируеми силиконови чипа с микрометрична скала. Работата на екипа поставя основите за широкомащабни интегрирани квантови технологии за комуникации и изчисления.
Учените са успели да реализират масив от микроринг резонатори (MRRs) за генериране на множество висококачествени единични фотони, които са монолитно интегрирани с линейно-оптични вериги. Те обработват множество кубити с висока точност и нисък шум.
Какво представлява подобно прехвърляне?
Квантовата телепортация предлага квантово състояние на пренос на частица от едно място на друго, чрез използване на заплитане. Телепортацията е не само полезна за подобен вид комуникация, но е основен градивен елемент на оптичните квантови изчисления. Установяването на заплетена комуникационна връзка между два чипа в лаборатория обаче, се оказва изключително предизвикателство.
Успешни опити
Изследователите са успели да демонстрират висококачествена връзка на заплитане през два чипа в лаборатория. Така фотоните на всеки чип споделят едно единствено квантово състояние. След това всеки чип е напълно програмиран да изпълнява набор от демонстрации, които използват заплитането.
Опитът показва телепортационен експеримент с два чипа, при които индивидуалното квантово състояние на частица се предава след извършване на квантово измерване. Това измерване използва поведението на квантовата физика. То едновременно свива връзката на заплитане и прехвърля състоянието на частиците в друга частица, която вече е в чипа на приемника.
Въз основа на предишни резултати от висококачествени еднофотонни източници са създадени още по-сложни схеми, съдържащи четири източника. Всичките са тествани и е установено, че са почти идентични, излъчвайки еднакви фотони. Това е съществен критерий за множеството експерименти. Резултатите показват изключително висока точност на квантова телепортация от 91%.
Ниската загуба, високата стабилност и отличната контролируемост са изключително важни за интегрираната квантова фотоника, споделят учените от Техническия университет на Дания.
В допълнение, екипът бе в състояние да демонстрира някои други важни функционалности на своите дизайни. Такива бяха замяна на заплитането (използвани за квантовите повторители и мрежи) и четири-фотонните GHZ състояния (необходими в квантовите изчисления и квантовия интернет).
Възможно е именно тези опити да отворят пътя на един интегриран силиконов чип в бъдещето. Това би подпомогнало квантовите фотонни устройства и класическите електронни контроли. Същевременно ще улесни създаването на CMOS-съвместими квантови комуникационни и информационни мрежи за обработка на данни базирани на чиповете.
