Квантовые компьютеры скоро станут обыденностью: ученые запутали более десятка фотонов

Чтобы эффективно использовать квантовый компьютер, для выполнения вычислительных операций необходимо большее количество специально подготовленных (запутанных) базовых строительных блоков. Группа физиков из Института квантовой оптики имени Макса Планка в Гархинге впервые продемонстрировала эту задачу с помощью фотонов, испускаемых одним атомом.

Следуя новой технике, исследователи создали до 14 запутанных фотонов в оптическом резонаторе, которые могут быть целенаправленно и очень эффективно подготовлены в определенные квантовые физические состояния. Новый метод может облегчить создание мощных и надежных квантовых компьютеров, а также послужить безопасной передаче данных в будущем.

"Хитрость этого эксперимента заключалась в том, что мы использовали один атом для испускания фотонов и их переплетения очень специфическим образом", - говорят авторы работы. Для этого исследователи поместили атом рубидия в центр оптической полости - своего рода эхо-камеры для электромагнитных волн. С помощью лазерного излучения определенной частоты можно было точно управлять состоянием атома. Используя дополнительный управляющий импульс, исследователи также специально вызвали испускание фотона, который запутался в квантовом состоянии атома.

В промежутках атомом манипулировали определенным образом. Таким образом, удалось создать цепочку из 14 частиц света, которые были спутаны друг с другом вращением атома и приведены в нужное состояние.