Šviesa ir vienas elektronas naudojami kvantinei informacijai, saugomai 100 000 branduolio kvantinių bitų, aptikti.

Mokslininkai atrado būdą, kaip naudoti šviesą ir vieną elektroną, norint bendrauti su kvantinių bitų sankaupomis ir suvokti jų elgesį, leidžiantį aptikti vieną kvantinį bitą tankiame debesyje.

Kembridžo universiteto mokslininkai sugebėjo įšvirkšti labai trapių kvantinių duomenų „adatą“ į 100 000 branduolių „šieno kupetą“. Naudodami lazerį elektronui valdyti, mokslininkai galėjo naudoti tą elektroną, kad valdytų šieno kupetos elgesį, jį surasdami. Lengviau adata Jie sugebėjo aptikti „adatą“ 1,9 promilės tikslumu: pakankamai aukšta, kad aptiktų vieną kvantinį bitą šiame dideliame rinkinyje.

Ši technika leidžia perduoti itin trapią kvantinę informaciją branduolinei sistemai, kad būtų galima saugoti ir patikrinti jos atspaudą su minimaliais trukdžiais – tai yra svarbus žingsnis kuriant kvantinį internetą naudojant „Quantum“ šviesos šaltinį. Rezultatai pateikiami žurnale. Natūrali fizika.

Pirmasis kvantinis kompiuteris, kuris panaudotų keistą subatominių dalelių elgesį, pranoktų net galingiausius horizonte esančius superkompiuterius. Tačiau norint išnaudoti visą jų potencialą, turi būti tinklų kūrimo būdas: kvantinis internetas. Kvantinę informaciją perduodantis šviesos kanalas yra perspektyvus variantas kvantiniam internetui, ir šiandien nėra geresnio kvantinės šviesos šaltinio nei puslaidininkinis kvantinis taškas: maži kristalai. Kuris iš esmės yra dirbtinis atomas

Tačiau vienas dalykas, reiškiantis kvantinius taškus ir kvantinį internetą, yra galimybė laikinai saugoti kvantinius duomenis tinkle sujungtame poste.

„Šios problemos sprendimas yra trapių kvantinių duomenų, paslėptų 100 000 branduolių debesyje, saugojimas kiekviename kvantiniame taške, kaip adata šieno kupetoje“, – sakė profesorius Mete Atatüre iš Cavendish’s Cavendish laboratorijos. „Bet jei bandysime bendrauti su Šie branduoliai, kaip mes darome su bitais, yra linkę „pasisukti“ atsitiktinai, sukurdami triukšmingą sistemą “.

Kvantiniuose taškuose esantys kvantiniai bitų debesys neveikia visuminėje būsenoje, todėl sunku gauti duomenis iš jų arba iš jų. Tačiau „Atatüre“ ir jo kolegos 2019 m. Parodė, kad šie branduoliai gali būti panaudoti šviesai atvėsus iki išskirtinai žemos temperatūros. „Kvantinis šokis“ vieningai, o tai labai sumažina sistemos triukšmą.

Dabar jie parodė dar vieną esminį kvantinės informacijos saugojimo ir paieškos branduolyje žingsnį. Kontroliuodami bendrą 100 000 branduolių būseną, jie sugebėjo aptikti kvantinės informacijos egzistavimą kaip „Kvantinių bitų sukimas“ – ypač tikslus – 1,9 promilės: pakanka, kad branduolio debesyje matytųsi nedaug vartymų.

„Techniškai tai reikalauja labai daug, – sakė Šv. Jono kolegijos draugas Atatüre. – Mes neturime galimybės„ kalbėtis “su debesimi, o debesis neturi galimybės su mumis kalbėtis. Bet apie ką galime kalbėti, tai elektronai, mes galime su jais bendrauti kaip su aviganiu “.

Mokslininkai galėjo naudoti lazerio šviesą, kad galėtų bendrauti su elektronais, kurie savo ruožtu bendrauja su sukiniais arba būdingu branduolio kampiniu impulsu.

Kalbantis su elektronais, chaotiškos orbitos pradeda vėsti ir kaupiasi aplink piemenų elektronus. Iš šios aukštesnės eilės būsenos elektronas gali sukelti branduolyje sukimosi bangas.

“Jei įsivaizduotume, kad mūsų besisukantys debesys yra 100 000 pulkų, judančių atsitiktinai, vieną avį sunku pakeisti kryptimi”, – sakė Atatüre’as, – bet jei visa banda judėtų tiksliai apibrėžta banga, viena avis pakeistų kryptį. Aišku “

Kitaip tariant, įpurškus vieną branduolio sukimo bangą į rinkinį, galima lengvai aptikti vieną branduolio sukimą tarp 100 000 branduolių sukimų.

Naudodamiesi šia technika, mokslininkai galėjo perduoti informaciją į kvantinį bitą ir „išklausyti“ tai, ką sako sukinys, kuo mažiau kišdamiesi į pagrindinę kvantinės mechanikos nustatytą ribą.

“Naudodamiesi šio didelio branduolių rinkinio valdymo ir jutimo galimybėmis, mūsų kitas žingsnis yra parodyti savavališkų kvantinių bitų saugojimą ir paiešką iš sukimo registro. Branduolinis”, pirmasis bendraautorius Danielis Jacksonas, Kavendišo laboratorija

„Šis žingsnis užbaigs su šviesa susijusią kvantinę atmintį, kuri yra pagrindinė struktūra įgyvendinant kvantinį internetą“, – sakė pirmasis bendraautorius Dorianas Gangloffas, Šv. Jono koledžo tyrėjas.

Be galimų būsimo kvantinio interneto programų, ši technika gali būti naudinga kuriant kietąją būseną. Kvantinis kompiuteris.

Cituojama 2021 m. Vasario 15 d Natūrali fizika.
DOI: 10.1038 / s41567-020-01161-4

Šį tyrimą iš dalies palaikė Europos tyrimų taryba (ERC), Inžinerijos ir fizinių mokslų tyrimų taryba (EPSRC) ir Karališkoji draugija.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Išradingi vandenyno mikrobai puikiai renka maistą, kai jo trūksta

Coscinodiscus wailesii diatoma su pritvirtinta Pseudovorticella coscinodisci ciliarine epibionte. Brūkšninės linijos gaunamos iš srautų, kuriuos generuoja silikatiniai epibionai. Šaltinio vaizdo įrašas buvo...

Žindymas – net kelias dienas – susijęs su mažesniu vaikystės kraujospūdžiu

Net keletą dienų žindomų kūdikių kraujospūdis 3 metų amžiaus yra žemesnis nei vaikų, kurie niekada nemaitino krūtimi. Žindomų naujagimių kraujospūdis yra žemas, neatsižvelgiant į jų...

Dirbtinio intelekto naudojimas norint rasti senėjimo cheminius junginius

Iki Surėjaus universitetas 2021 m. Liepos 24 d Surrey universitetas sukūrė dirbtinio intelekto (AI) modelį, kuris identifikuoja sveiką senėjimą skatinančius cheminius junginius, atverdamas kelią farmacijos naujovėms,...

NASA apdovanojo „SpaceX“ sutartį su „Europa Clipper“ misijos įkūrimu

Jis yra NASA 2021 m. Liepos 24 d Šis vaizdas, patikslintas 2020 m. Gruodžio mėn., Rodo NASA erdvėlaivį „Europa Clipper“. Vidaus vandenynams padvigubėjus žemės vandenynų...

Surasti povandeninį kalną šalia Kalėdų salos kaip Saurono akis

Autoriai: Philas Vandenbossche'as ir Nelsonas Kuna / CSIRO Kaip ir „Žiedų valdovo“ trilogijos Saurono akis, povandeninį vulkaną tyliai atskleidė kelių spindulių sonaras, esantis 3100 metrų...

Newsletter

Subscribe to stay updated.