Китайские исследователи установили рекорд квантовой запутанности на кремниевом чипе
Точность полученных состояний превысила 90%
Китайские исследователи создали запутанные квантовые состояния на кремниевом фотонном чипе. Отмечается, что это новый рекорд масштаба в этой области, сообщает Global Times, партнер TV BRICS.
Ученые получили трехсторонние четырехмерные GHZ- и W-состояния с точностью 93,2 процента и 90,1 процента. По их словам, это самый крупный масштаб, достигнутый для таких состояний. Метод можно расширить на более крупные системы.
«Это достижение укрепляет теоретическую основу высокоразмерной квантовой запутанности и помогает преодолеть узкое место в масштабировании ее приготовления. Оно закладывает основу для применения в квантовой связи, квантовых вычислениях и прецизионных измерениях», – говорится в заявлении исследователей.
Квантовая запутанность – это особая связь между частицами. Если две частицы запутаны, то изменение одной мгновенно отражается на другой, как бы далеко они ни находились. Это явление лежит в основе квантовых технологий.
Обычная единица квантовой информации – кубит – может находиться только в двух состояниях: 0 или 1. Но существуют и более сложные единицы. Четырехмерная единица имеет уже четыре состояния: 0, 1, 2 и 3.
Чем больше состояний, тем больше информации можно передать одной частицей. Такие системы лучше сопротивляются помехам и работают стабильнее. Это важно для квантовой связи и квантовых вычислений.
Группа предложила первое универсальное определение высокоразмерных W-состояний. Оно подходит для разного числа и размерности единиц информации и дает базу для проектирования более крупных W-состояний.
На основе этой теории ученые разработали масштабируемый метод получения таких состояний. Метод использует разные состояния одного фотона и отложенные квантовые измерения. Это позволяет одному фотону нести несколько единиц квантовой информации. По словам компании, так сохраняется запутанность и снижается сложность масштабирования системы.
Эксперимент провели на программируемом кремниевом фотонном чипе размером 16 на 1,5 миллиметра. Один фотон нес две единицы информации, другой – третью. Каждая из трех единиц имела четыре базовых состояния. Вместе они образовали трехстороннюю четырехмерную квантовую систему.
Ученые заявили, что метод можно эффективно расширить на более крупные системы. Исследование закладывает основу для разработки более крупных и производительных квантовых систем.