ТАСС, 3 февраля. Ученые из Европы и США впервые создали "составной" квантовый ионный компьютер, состоящих из двух квантовых битов, размещенных в двух разных зданиях и соединенных друг с другом линией оптоволоконной связи длиной в 500 метров. Об этом в пятницу сообщила пресс-служба австрийского Инсбрукского университета.
"До настоящего времени кубиты на базе ионов запутывались на расстоянии только в несколько метров друг от друга, причем эти частицы находились в одной и той же лаборатории, а для их связи между ними использовались системы связи, не приспособленные для работы на большие расстояния. Мы решили эту проблему и показали, что ионы представляют собой перспективную платформу для создания распределенных квантовых компьютеров", - заявил доцент Инсбрукского университета (Австрия) Бен Лайон, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Одним из главных препятствий для развития квантовых компьютеров сейчас является то, что увеличение числа взаимодействующих кубитов ведет к быстрому росту уровня случайных помех, нарушающих квантовое состояние этих ячеек памяти и сокращающих время их жизни. Для решения этой проблемы многие физики предлагают разбить квантовый компьютер на множество независимых блоков из нескольких кубитов, соединенных друг с другом при помощи "квантового интернета".
Лайон и его коллеги сделали большой шаг к решению этой проблемы для ионных квантовых компьютеров. Несмотря на то, что они являются одним из самых перспективных кандидатов на роль основы для распределенных квантовых вычислительных систем, в прошлом физикам удавалось связать ионные кубиты лишь на расстоянии в несколько метров в полностью контролируемых лабораторных условиях.
Распределенный квантовый компьютер
Австрийские исследователи и их коллеги из Швейцарии, Франции и США почти на два порядка увеличили расстояние между разделенными частями ионного квантового компьютера благодаря разработке подхода, который позволяет запутывать два далеких друг от друга ионных кубита при помощи частиц света, взаимодействующих с электронами этих квантовых битов.
Для этого ученые поместили два кубита на базе ионов кальция в структуру, которая заставляла их взаимодействовать с оптическим резонатором, специализированной ловушкой для света, настроенной на работу с частицами света с определенной длиной волны. Взаимодействия между фотонами, резонатором и электронами кубитов приводили к тому, что частица света передавала свое квантовое состояние ионному кубиту.
Две таких установки Лайон и его коллеги разместили в лабораториях Инсбрукского университета и Института квантовой оптики и информации Австрийской академии наук, удаленных друг от друга на 230 метров и соединенных оптоволоконной линией связи длиной в 500 метров. Используя эту линию, физики попытались соединить два ионных кубита друг с другом и провести серию простых вычислений.
Эксперименты показали, что система справилась с этой задачей - ученым удалось успешно связать кубиты друг с другом незримыми квантовыми связями и получить корректный ответ при проведении 88% простых логических операций. По мнению Лайона и его коллег, успех этих опытов говорит о высокой перспективности использования ионных кубитов в качестве основы для распределенных квантовых компьютеров.