Cuantum: Atomii au fost meninuți în stare de entanglement timp de 10 secunde – un nou record.

Oxford Universitatea a dezvoltat un cuantificat cuantificat folosind doi atomi diferiti, stronsiu si calciu, stabilind un record de 10 secunde pentru durata entanglementului. Aceast succes deschide calea pentru extinderea duratei entanglementului intre atomi, ceea ce este esential pentru dezvoltarea retelelor cuantificate distribuite.

În fizica cuantică, una dintre cele mai promițătoare dezvoltări este dezvoltarea tehnologiilor de calcul cuantic. folosesc biții cuantici () pentru stocarea și procesarea informațiilor. Spre deosebire de biții clasici, care pot stoca doar valorile 0 sau 1, biții cuantici pot stoca mai multe valori între 0 și 1 și le pot folosi simultan în procesarea informațiilor.

Astfel, cuantii de informație cantica oferă o abordare exponențială pentru procesarea volumelor mari de date; aceasta poate ajuta la rezolvarea problemelor pentru care cele mai rapide supercalculatoare actuale ar putea necesita decenii pentru a le rezolva. Calculatoarele cantice sunt astfel considerate a reprezenta următoarea frontieră în calcul. Cu toate acestea, o componentă critică a calculului cantic scalabil este entanglementul cantic.

De ce este importantă flexibilitatea?

Deși un qubit cuantic poate stoca mai multe valori în același timp, adevăratul său avantaj rezidă în conectarea sa la mai multe alte qubiți cuantici, ceea ce permite explorarea simultană a unui număr mare de corelații. Acest lucru este posibil doar atunci când un qubit cuantic este încurcat (entangled) cu alt qubit cuantic, adică unul determină starea celuilalt, chiar dacă nu sunt conectați fizic.

Dolânitatea permite, de asemenea, o interacțiune mai dinamică a biților cuantici comparativ cu unitățile standard, care sunt mai izolate în mod natural, facilitând totodată crearea porților logice cu mai multe qubiți. Aceasta permite calculatoarelor cuantice să gestioneze structuri de date mai complexe și să rezolve unele dintre cele mai dificile probleme întâlnite vreodată.

Cel mai important lucru este că entanglementul permite teleportarea cuantică și partajarea efectivă a informațiilor între biții cuantici ai diferitelor procesoare cuantice, fără a partaja efectiv biții cuantici. Acest lucru facilitează construirea unei infrastructuri cuantice distribuite și ajută la scalarea capacităților de calcul cuantic.

Cum vor ajuta cercetările de la Oxford?

Cercetătorii au folosit atomi de stronțiu și de calciu în experimentele lor, plasând fiecare dintre acești atomi în două poziții diferite. În timp ce lumina lega atomii de stronțiu între ei, echipa a răspândit entanglementul cuantic și asupra atomilor de calciu, folosind operațiuni locale, creând astfel o stare cuantică partajată care includea toți cei patru atomi.

Cercetătorii folosesc calciu în această configurație deoarece este mai puțin sensibil la zgomot magnetic în comparație cu stronțiu și poate fi utilizat pentru a menține starea cuantică pentru o durată mult mai lungă.

Tipuri diferite de atomi oferă avantaje și dezavantaje diferite pentru aplicațiile cuantice,” a declarat Dougal Main, cercetător la Oxford, într-o declarație de presă. “Prezența mai multor tipuri de atomi în calculatorul tău cuantic îți permite să exploatezi punctele forte ale fiecăruia.

Cercetătorii au demonstrat avantajul utilizării diferitelor atomi, păstrând entanglementul cuantic timp de 10 secunde, în contrast cu durata de câteva milisecunde obținută cu același grup de atomi.

“Bu poate permite rețelelor cuantice din viitor să fie utile pentru sarcini care implică mai multe atomi îndepărtați care trebuie să împartă și să protejeze aceeași stare cuantică,” a declarat Gabriel Araneda, cercetător la Universitatea Oxford, care a participat la această studiu, într-o declarație de presă.

Poate include calcul cuantic, măsurători mai precise efectuate la distanțe mari și compararea diferitelor tipuri de ceasuri atomice.

Cercetătorii și-au publicat rezultatele în revista Physical Review Letters.