Китайские учёные связали 13 фотонных кубитов без потери фотонов

Команда исследователей из Университета Цинхуа достигла истинной запутанности 13 фотонных кубитов, не разрушив при этом фотоны

В основе метода — использование сверхпроводящего контура для объединения небольших групп запутанных микроволновых фотонов в более крупные программируемые квантовые сети. Ключевой элемент подхода — квантовое неразрушающее измерение: оно позволяет извлекать информацию, не уничтожая фотоны, а также преобразует совместное квантовое состояние пары частиц.

Учёные сначала создали небольшие запутанные группы фотонов с помощью сверхпроводящих контуров и закодировали квантовую информацию в разных временных интервалах прибытия фотонов. Затем с помощью неразрушающего детектора измерили выбранные пары фотонов и перевели их в особое запутанное состояние (состояние Белла), что позволило соединить меньшие графовые состояния без потери фотонов. Частотная настройка помогла управлять соединением групп.

Результат опубликован в журнале Nature Physics и открывает путь к масштабируемым квантовым вычислениям и коммуникациям — например, к вычислениям на основе измерений запутанного состояния, развитию квантовых сетей и схем коррекции ошибок. В будущем исследователи планируют разработать архитектуры с несколькими детекторами, чтобы выполнять больше операций слияния и создавать ещё более сложные графовые состояния. При этом системе пока нужны улучшения: надо повысить точность устройств, эффективность генерации фотонов и производительность детекторов.

Источник: Interesting Engineering