Исследователи из Австрии и Германии экспериментально подтвердили теорию квантовой запутанности, которая ждала проверки более двух десятилетий. Открытие создает основу для масштабируемых квантовых компьютеров нового поколения.
Суть явления и новый подход
Квантовая запутанность в свое время настолько удивила Альберта Эйнштейна, что он назвал ее «жутким действием на расстоянии». Две частицы становятся связанными так, что изменение состояния одной мгновенно влияет на другую, даже на большом расстоянии.
Физики из Института науки и технологий Австрии и Технического университета Мюнхена применили метод «квантовой ванны». Они использовали низкоэнергетическое микроволновое излучение, чтобы синхронизировать удаленные кубиты. Это позволяет создавать стабильную связь между единицами квантового компьютера без постоянного внешнего вмешательства. Научная работа опубликована в журнале Physical Review X.
«В этой работе мы стремились преодолеть разрыв между легкодоступными и практически полезными формами запутанности», — прокомментировал физик ISTA и первый автор исследования Алехандро Андрес-Хуанес.
Стабильность и перспективы
Главное преимущество подхода — стабильность. Традиционные методы требуют активного контроля каждого фотона. «Квантовая ванна» формирует запутанное состояние, которое остается неизменным и доступным для обработки данных в течение длительного времени.
Метод работает на расстоянии 50 сантиметров кабеля. Теоретически его можно применять на любые дистанции. Система передает лишь 10 процентов доступной запутанности ванны, однако исследователи уверены в возможности масштабирования.
«Такой способ стабилизирует запутанное состояние кубитов даже за пределами их собственного “жизни”, поэтому он всегда остается доступным ресурсом для дальнейшей квантовой обработки», — добавил физик ISTA Йоханнес Финк.
Улучшенная стабилизация кубитов открывает путь к прогрессу в фармакологии, разработке лекарств, машинном обучении и оптимизации транспортных маршрутов. Квантовые вычисления помогут решить задачи, слишком сложные для современных суперкомпьютеров.
