Ученые стали на шаг ближе к сложной квантовой телепортации — Naked Science
6 минут
Редакция

Ученые стали на шаг ближе к сложной квантовой телепортации

Австрийские исследователи разработали новый метод запутывания фотонов, при помощи которого можно объединить сразу три фотона, повысить эффективность передачи данных в квантовой системе и тем самым приблизиться к эффективной квантовой телепортации.

quantport
©Wikipedia

Таким технологиям будущего, как квантовые компьютеры и квантовая криптография, необходимо экспериментальное освоение сложных квантовых систем. Ученые из Венского университета и Австрийской академии наук достигли новых высот в этом вопросе. Они попытались использовать более сложные квантовые системы, нежели двумерно запутанные кубиты, чтобы увеличить информационную емкость при помощи того же числа частиц. Разработанные методы и технологии в будущем могут помочь в телепортации сложных квантовых систем. Работа об этом опубликована в журнале Nature Photonics.

 

Подобно битам в традиционных компьютерах, кубиты — наименьшие единицы информации в квантовых системах. Большие компании вроде Google и IBM соперничают с исследовательскими институтами со всего мира, пытаясь создать все большее число запутанных кубитов и разработать функционирующий квантовый компьютер. Однако группа исследователей из Венского университета и Австрийской академии наук выбрала другой путь для увеличения емкости информации в сложных квантовых системах. Их идея проста: вместо того чтобы увеличивать количество используемых частиц, повышается сложность каждой системы.

 

«Особенность нашего эксперимента в том, что в нем впервые запутываются три фотона, а не два, как обычно», — объясняет Мануэль Эрхард, ведущий автор исследования.

 

Концепция создания трехмерной запутанности / © Austrian Academy of Sciences 

 

Чтобы достичь этой цели, венские физики использовали квантовые системы более чем с двумя возможными состояниями: в этом случае речь идет об угловом моменте отдельных частиц света. Эти отдельные фотоны имеют более высокую информационную емкость, нежели кубиты. Но запутывание этих частиц света оказалось достаточно сложным на концептуальном уровне. Исследователи преодолели эту сложность при помощи новаторской идеи — компьютерного алгоритма, автономно ищущего пути для экспериментального осуществления.

 

С помощью компьютерного алгоритма, который исследователи назвали Melvin, они нашли экспериментальную установку для воспроизведения этого типа запутывания. Сначала было крайне сложно, но в целом работало. После некоторых упрощений физики все еще сталкивались с серьезными технологическими препятствиями. Команда смогла разрешить проблему при помощи уникальной лазерной технологии и специально разработанного мультипорта.

 

«Мультипорт — сердце нашего эксперимента; он объединяет три фотона так, чтобы они были запутаны в трех измерениях», — объясняет Эрхард.

 

Своеобразное свойство трехфотонного запутывания в трех измерениях позволяет экспериментально исследовать новые фундаментальные вопросы о поведении в квантовых системах. К тому же результаты работы могут оказать серьезное влияние на будущие технологии, например квантовую телепортацию.

 

«Думаю, методы и технологии, которые мы разработали, позволяют нам телепортировать большую часть общей квантовой информации одного фотона, что может быть важно для сетей квантовой коммуникации», — объясняет исследователь Антон Зейлингер.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
11 часов назад
11 минут
Мария Азарова

Американские ученые показали, что РНК коронавируса SARS-CoV-2 проходит через обратную транскрипцию, встраивается в геном инфицированной клетки и экспрессируется в виде «химерных» транскриптов, сливающихся с вирусными с клеточными последовательностями.

11 часов назад
4 минуты
Сергей Васильев

Анализ сотен записей зевков у разных видов млекопитающих и птиц показал, что оно длится тем дольше, чем крупнее мозг животного и чем больше в нем нейронов.

4 часа назад
29 минут
Илья Ведмеденко

Как это часто бывало в прошлые годы, то, что совсем недавно казалось фантастикой, стало частью обыденной жизни. Речь идет о многоразовых ракетах, которые успели громко заявить о себе в мире. Сможет ли Россия ответить компании SpaceX или Blue Origin?

8 мая
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

11 часов назад
11 минут
Мария Азарова

Американские ученые показали, что РНК коронавируса SARS-CoV-2 проходит через обратную транскрипцию, встраивается в геном инфицированной клетки и экспрессируется в виде «химерных» транскриптов, сливающихся с вирусными с клеточными последовательностями.

8 мая
13 минут
Александр Речкин

В учебниках истории XX века, на сотнях плакатах и в десятках кинофильмах о Второй мировой войне мы видели знаменитые танки, «катюши» и бороздящие небеса Ил-2. Давайте проверим, сможете ли вы отличить советскую военную технику от машин союзников и стран «оси».

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: