Квантовая запутанность — это особая связь между частицами: измерив одну, мы сразу узнаём кое-что о другой, как бы далеко она ни была. На такой связи хотят строить квантовый интернет и объединять квантовые компьютеры в сети. Беда в том, что запутанность очень хрупкая и быстро разрушается. Физики Оксфордского университета нашли способ продлить её жизнь больше чем до 10 секунд. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters.
Почта и сейф
В опыте было два узла — две ловушки, в каждой по атому стронция и атому кальция. Каждый элемент выполнял свою работу.
Стронций — «почтальон». Его атомы хорошо обмениваются светом, поэтому с их помощью узлы соединяют через оптическое волокно и запутывают между собой.
Кальций — «сейф». Его квантовые состояния гораздо меньше страдают от магнитных помех, которые и разрушают запутанность. Поэтому после соединения запутанность переносили со стронция на кальций внутри каждого узла.
От миллисекунд к секундам
На атомах стронция запутанность живёт миллисекунды. Перенесённая на кальций, она продержалась больше 10 секунд — в сотни раз дольше, чем уходит на её создание. В итоге учёные получили общие квантовые состояния, в которых участвуют до четырёх атомов в двух местах.
Зачем это нужно
В будущей квантовой сети узлы будут постоянно обмениваться запутанностью, и её придётся где-то хранить, пока идёт вычисление или подготовка следующего шага. Десять секунд по квантовым меркам — огромное время. Это как перейти от памяти, которая стирается за мгновение, к нормальной оперативной памяти.
Пока это демонстрация, а не готовая сеть. Команда работает над исправлением ошибок и увеличением числа узлов.
Источники
Наука ближе, когда обсуждаем вместе.
Новые материалы, вопросы и подборки — в нашем Telegram.
