Іони заплутали між двома лабораторіями на відстані 230 метрів

Команді фізиків вдалося створити квантову мережу з двох іонів, заплутаних на відстані 230 метрів один від одного — рекордна на сьогодні відстань для іонних кубітів. Два піймані у пастку іони знаходились у різних будівлях, об'єднані оптоволокном. Присвячена експерименту стаття опублікована у журналі Physical Review Letters.

Схема експерименту. Google Earth; Landsat; Copernicus

Схема експерименту. Google Earth; Landsat; Copernicus

Що заплутали фізики?

Досі серйозною перешкодою для використання квантових інформаційних технологій лишаються труднощі зі збільшенням відстані, на які можна передавати заплутані стани частинок. Для розбудови масштабних квантових систем фізики зокрема мають знайти спосіб компенсувати вплив навколишнього середовища, яке може призвести до декогеренції заплутаних частинок та зруйнувати систему.

Перспективними у напрямку створення вузлів масштабних квантових мереж вважаються іони, які мають високий час когерентності та дають можливість передавати заплутаність за допомогою фотонів через оптоволокно. І у своїй роботі фізикам з Австрії, США та Франції вдалося заплутати два вузли на основі іонів, що знаходилися на відстані 230 метрів один від одного. Як зазначають науковці, досі заплутувати іони вдавалося лише в межах кількох метрів в одній лабораторії.

Як зберегли заплутаність на такій відстані?

Вузли своєї мережі фізики створили з позитивно заряджених іонів кальцію-40, які помістили у пастку Пауля, з'єднану з оптичними резонаторами, які вловлювали випущені через дію двохвильового лазера фотони. Спершу вчені створювали локальну заплутаність іона з фотоном, а затим передавали його 510-метровим оптоволокном до другої пастки, що знаходилась в сусідній лабораторії. Поляризація фотона залежала від того, яку з двох довжин хвиль лазера використовували науковці. Направляючись у другу пастку, фотон передавав свій стан фотону, випущеному з другої пастки. І виявивши пару фотонів з однаковою поляризацією після інтерференції, фізики підтвердили заплутаність з імовірністю у 88 відсотків за допомогою вимірювання беллівських станів.

Раніше ми також розповідали як квантову мережу вдалося створити за допомогою дронів, а німецькі фізики змогли заплутати рекордну кількість випущених з одного атома фотонів, що також допоможе у створенні масштабних платформ, де кубітами виступають фотони.