Kvantenettverk fanget atomer i rekord 10 sekunder.

Oxford-universitetets forskere har utviklet et kvantennett ved å bruke to ulike atomtyper, stronsium og kalsium, og satt en rekord med en sammenfiltringsperiode på ti sekunder. Denne suksessen åpner veien for å forlenge sammenfiltringsperiodene mellom atomene ytterligere, noe som er av kritisk betydning for utviklingen av distribuerte kvanteberegningsnett.

Kvante-fysikkens mest lovende fremskritt er utviklingen av kvantedatateknologi. bruker kvantebiter () for å lagre og behandle informasjon. I motsetning til klassiske biter, som bare kan lagre verdiene 0 eller 1, kan kvantebiter lagre flere verdier mellom 0 og 1 og bruke disse samtidig i informasjonsbehandling.

Dermede tilbyr kvantebittene en eksponentiell tilnærming for å behandle store datamengder; dette kan hjelpe med å håndtere problemer som de raskeste superdatamaskinene i dag ville tatt tiår å løse. Kvantedatamaskiner blir derfor sett på som neste grense for beregning. Men en kritisk komponent for skalerbar kvanteberegning er kvantedoling.

Hvorfor er fløyelighet viktig?

Selv om en kvantebitt kan lagre flere verdier samtidig, ligger den reale nytten i at den er koblet sammen med flere andre kvantebitt, noe som muliggjør undersøkelse av et stort antall korelasjoner samtidig. Dette er kun mulig når én kvantebitt er sammenfiltret med en annen kvantebitt, det vil si at den ene determinerer tilstanden til den andre, selv om de ikke er fysisk koblet sammen.

Dolanklik er ogsa nyttig for a opprette flerkubitt-logikkporter, noe som gir kvantebittene en mer dynamisk samvirk enn de standardiserte enhetene, som er mer isolert av natur. Det muliggjor ogsa at kvantedatorer kan handtere mer komplekse datastrukturer i beregningene sine og lose noen av de vanskeligste problemene som verden noensinne har stalt overfor.

Viktigere enn noe annet, tillater sammenfiltring kuantumteleportasjon og muliggjør faktisk informasjonsdeling mellom ulike kuantumproessorer uten å dele kuantumbittene sine. Dette letter byggingen av et distribuert kuantumgrunnlegg og bidrar til å bygge opp kuantumberegningsevner i en skalerbar form.

Hvordan vil Oxford-forskningen bidra?

Forskerne brukte stronsium- og kalsiumatomer i eksperimentene sine og plasserte hvert av dem i to ulike posisjoner. Mens lyset koblet stronsiumatomene sammen, spredde teamet kvantedenning ved hjelp av lokale operasjoner også til kalsiumatomene og dannet en delt kvantestatus som inkluderte alle fire atomene.

Årsaken til at forskerne bruker kalsium i denne oppsettet, er at det er mindre følsomt overfor magnetisk støy sammenlignet med stronsium, og at det kan brukes for å bevare kvantestatusen over mye lengre tid.

Ulike atomtyper tilbyr ulike fordeler og ulemmer for kvanteapplikasjoner,” sa Oxford-forskeren Dougal Main i en pressemeddelelse. “Å ha flere atomtyper i kvantecomputeren din, lar deg dra nytte av styrkene til hver av dem.

Forskere har demonstrert fordelen ved å bruke ulike atomer ved å bevare kvanteforvikling i ti sekunder, i motsetning til de flere millisekundene som oppnås med samme atomgruppe.

“Dette kan gjøre det mulig for fremtidige kvantennettverk å være nyttige for oppgaver der flere atomer på avstand må dele og beskytte den samme kvantestatusen,” sa Gabriel Araneda, en forsker ved Oxford University som var involvert i studien, i en presseuttalelse.

Dette kan inkludere kvanteberegning, mer nøyaktige målinger utført ved fjerne lokasjoner, samt sammenligninger av ulike typer atomklokker.

Forskerne publiserte funnene sine i tidsskriftet Physical Review Letters.