Prvá cielená výmena spletencov s kvantom

Proces pre kvantový počítač úspešne implementovaný v laboratóriu prvýkrát

V tomto iónovom lapači sa zachytili štyri ióny a krížili sa v pároch. © C. Lackner / University of Innsbruck
čítať nahlas

Vedci teraz prvýkrát uskutočnili dôležitú techniku ​​pre budúci kvantový počítač, takzvaný deterministický prenos zapletenia. Ako sa uvádza v časopise Nature Physics, zvláštnosť spočíva v cielenom, na rozdiel od necieleného prenosu informácií na kvantovej úrovni.

Zapletenie je, keď sú dva individuálne kvantové objekty spojené určitým spôsobom. „Transfer previazania - tiež nazývaného zamenenie zamotania - je dôležitým procesom pri spracovaní kvantovej informácie. V laboratóriu sa to niekoľkokrát preukázalo, “vysvetľujú Mark Riebe a Markus Hennrich z Ústavu experimentálnej fyziky na univerzite v Innsbrucku. „Prvýkrát sme však boli schopní uskutočniť tento prenos prepojenia cieleným spôsobom; nazývame ho deterministickou výmenou prepojenia.“

Cielená manipulácia

Výskumníci v Innsbrucku usporiadajú štyri ióny do elektromagnetického pasca a pripravujú ich špeciálne pomocou laserových lúčov. Najprv sú dva ióny vzájomne zamotané. Na každom z iónov dvoch párov sa potom uskutoční tzv. „Bell Bell“. Meraním pôvodne nezapletených iónov sú teraz zapletené. V závislosti od výsledku merania sa ióny špecificky upravujú tak, aby sa dosiahol určitý zapletený stav. „Kvantovo-mechanické zapletenie sa môže preniesť týmto spôsobom, “ zdôrazňujú Riebe a Hennrich. „Zahŕňa to spojenie dvoch častíc, ktoré nemajú spoločnú minulosť.“

Prepojte stavebné bloky efektívne

Táto technika môže napríklad nájsť uplatnenie v budúcich kvantových počítačoch, kde sa zapletenie používa na výpočet efektívnejšie ako v prípade konvenčných počítačov. Pretože pri prenose sa môže na diaľku generovať spletenie dvoch častíc vysokej kvality. „Zamotané častice sa môžu navzájom od seba oddeliť a napriek tomu sú spojené - ako to nazval Einstein -„ strašidelný efekt na dlhé vzdialenosti “, “ vysvetľuje vedúci výskumnej skupiny Rainerov list. „Pri iných metódach je veľmi ťažké oddeľovať zamotané častice bez toho, aby sa stratilo zamotanie.“

Nevyhnutné pre kvantové počítače novej generácie

Zámková výmena sa stáva dôležitou predovšetkým pri ďalšej generácii kvantových počítačov. Rôzne komponenty kvantového počítača by sa potom mohli zostaviť na malých mikročipoch a častice medzi výpočtovými, ukladacími a prenosovými prvkami sa pohybujú tam a späť. „Toto však funguje iba vtedy, ak je možné jednotlivé ióny, ktoré sú nositeľmi vtákov, úmyselne obmedziť a oddeliť, “ zdôrazňuje Rainer Blatt. „Tento dôkaz sa teraz experimentálne dosiahol prvýkrát. Týmto spôsobom je možné v budúcnosti efektívne prepojiť rôzne oblasti na kvantovom počítačovom čipe

(University of Innsbruck, 27.10.2008 - NPO)