Совершив новый прорыв, исследователи из Копенгагенского университета в сотрудничестве с Рурским университетом в Бохуме решили проблему, которая годами вызывала головную боль у квантовых исследователей. Теперь исследователи могут управлять двумя источниками квантового света, а не одним. Этот колоссальный прорыв может показаться тривиальным для тех, кто не знаком с квантовой механикой, но позволяет исследователям создать явление, известное как квантово-механическая запутанность. Это, в свою очередь, открывает новые возможности для компаний и других лиц в коммерческом использовании технологии.

Физики сделали наноскопический прорыв огромного значения

Иллюстрация двух чипов, состоящих из двух запутанных квантовых источников света.

Теперь исследователи могут управлять двумя источниками квантового света, а не одним

Переход от одного к двум в большинстве случаев является незначительным подвигом. Но в мире квантовой физики это имеет решающее значение. В течение многих лет исследователи по всему миру стремились разработать стабильные квантовые источники света и достичь явления, известного как квантово-механическая запутанность — явления с почти научно-фантастическими свойствами, когда два источника света могут влиять друг на друга мгновенно и потенциально на больших расстояниях, независимо от географические расстояния. Запутанность — это сама основа квантовых сетей и центральная часть разработки эффективного квантового компьютера.

Сегодня исследователи из Института Нильса Бора опубликовали в уважаемом журнале Science новый результат, в котором им это удалось. По словам профессора Питера Лодаля, одного из исследователей этого результата, это решающий шаг в усилиях по выводу развития квантовых технологий на новый уровень и «квантованию» компьютеров, шифрования и Интернета.

«Теперь мы можем управлять двумя квантовыми источниками света и соединять их друг с другом. Может показаться, что это не так уж и много, но это значительный прогресс, основанный на результатах последних 20 лет работы. Таким образом, мы открыли ключ к масштабированию — технологии, которая имеет решающее значение для самых новаторских приложений квантового оборудования», — говорит профессор Питер Лодал, который проводит исследования в этой области с 2001 года.

Вся магия происходит в так называемом наночипе, который ненамного больше диаметра человеческого волоса, который исследователи также разработали в последние годы.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:  Сердце перестало биться - что произойдет с мозгом?

Квантовые источники обгоняют самый мощный в мире компьютер

Квантовый компьютер 3

Группа Питера Лодала работает с типом квантовой технологии, которая использует частицы света, называемые фотонами, в качестве микропереносчиков для перемещения квантовой информации.

Хотя группа Лодаля является лидером в этой дисциплине квантовой физики, до сих пор им удавалось контролировать только один источник света за раз. Это связано с тем, что источники света чрезвычайно чувствительны к внешнему «шуму», что делает их очень трудными для копирования. В своем новом результате исследовательской группе удалось создать два идентичных источника квантового света, а не один.

«Запутанность означает, что, управляя одним источником света, вы сразу же воздействуете на другой. Это позволяет создать целую сеть запутанных квантовых источников света, которые взаимодействуют друг с другом и которые вы можете заставить выполнять квантово-битовые операции в так же, как биты в обычном компьютере, только гораздо мощнее», — объясняет постдок Алексей Тиранов, ведущий автор статьи.

Это связано с тем, что квантовый бит может быть одновременно и 1, и 0, что приводит к вычислительной мощности, недостижимой при использовании современных компьютерных технологий. По словам профессора Лодала, всего 100 фотонов, испускаемых одним квантовым источником света, будут содержать больше информации, чем может обработать самый большой в мире суперкомпьютер.

Используя 20-30 запутанных квантовых источников света, можно построить универсальный квантовый компьютер с исправлением ошибок — окончательный «Святой Грааль» для квантовых технологий, в которые крупные ИТ-компании сейчас вкладывают многие миллиарды.

Другие участники будут опираться на исследования

По словам Лодала, самая большая проблема заключалась в том, чтобы перейти от управления одним к двум квантовым источникам света. Среди прочего, это заставило исследователей разработать чрезвычайно тихие наночипы и иметь точный контроль над каждым источником света.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:  Что такое активная материя и как она объясняет физику жизни

Благодаря новому исследовательскому прорыву фундаментальные исследования в области квантовой физики теперь на месте. Теперь пришло время другим участникам взять работу исследователей и использовать ее в своих поисках для применения квантовой физики в ряде технологий, включая компьютеры, Интернет и шифрование.

«Для университета слишком дорого построить установку, в которой мы будем управлять 15-20 квантовыми источниками света. Итак, теперь, когда мы внесли свой вклад в понимание фундаментальной квантовой физики и сделали первый шаг на этом пути, дальнейшее расширение — очень важная технологическая задача», — говорит профессор Лодаль.

Исследование было проведено в «Центре передового опыта гибридных квантовых сетей (Hy-Q)» Датского национального исследовательского фонда и является результатом сотрудничества между Рурским университетом в Бохуме в Германии и Институтом Нильса Бора Копенгагенского университета.

Получите доступ к научной статье здесь, когда истечет срок действия эмбарго: https://www.science.org/doi/10.1126/science.ade9324

(Visited 1 times, 1 visits today)
https://ogend.ru/wp-content/uploads/2023/01/Kvantepunkter.webphttps://ogend.ru/wp-content/uploads/2023/01/Kvantepunkter-150x150.webpГеннадийВысокие технологииОткрытияисследования,нанотехнологии
Совершив новый прорыв, исследователи из Копенгагенского университета в сотрудничестве с Рурским университетом в Бохуме решили проблему, которая годами вызывала головную боль у квантовых исследователей. Теперь исследователи могут управлять двумя источниками квантового света, а не одним. Этот колоссальный прорыв может показаться тривиальным для тех, кто не знаком с квантовой механикой,...