«Световое одеяло» поможет улучшить квантовые компьютеры

Ученые из Технического университета Дании создали «ковер» из тысяч световых импульсов, объединенных с помощью квантовой механики.

Выводы исследования опубликованы в журнале Science, сообщает eurekalert.org. В нем приняли участие сотрудники центра bigQ, возглавляемого профессором Ульриком Лундом Андерсеном.

«Ученые считают квантовую механику универсальной. То есть, теория применима для макроскопических событий. Именно этот феномен мы хотели воссоздать», — сказал специалист.

Исследователи описали, как им удалось переплести сдавленный свет при комнатной температуре. Открытие создает основу для более дешевых и мощных квантовых компьютеров.

Проект касается одного из самых сложных для понимания явлений в сфере. Запутывание описывает, как объекты настолько переплетаются, что не могут быть описаны по отдельности. Предметы считаются единым целым, независимо от расстояния. Измерения по отдельности дадут неточные данные, которые нельзя описать на основе классических законов природы. Подходит только квантовая механика.

Запутывание не ограничивается парой объектов. В попытке наблюдать квантовое явление в макроскопическом масштабе, ученые создали сеть из 30 000 переплетенных световых импульсов, выстроенную в двумерную, распространенную во времени и пространстве решетку. Ее можно сравнить с одеялом из разноцветных нитей.

Команда создала световые лучи со специальными механическими свойствами (сдавленные состояния) и сплели их, использовав оптоволоконные компоненты.

«В отличие от стандартных кластеров, мы применили временную степень свободы для получения двумерной решетки из 30 000 импульсов. Экспериментальная сеть оказалась неожиданно простой. Основные усилия пошли на разработку идеи генерирования кластерного состояния», — сказал ведущий автор, Миккель Вилсбёлл Ларсен.

Создание такого сильного квантового физического запутывания – интересное основное исследование. Кластерное состояние – потенциальный ресурс для оптического компьютера. Оно является перспективной альтернативой сверхпроводниковым технологиям, позволяя процессам протекать при комнатной температуре. У оптического квантового устройства пропадает необходимость в дорогих охлаждающих системах. Одновременно повышается надежность передачи информации.