Исследователи запутывают ионы на 230°

Sep 24, 2023

2 февраля 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

надежный источник

корректура

Университетом Инсбрука

Захваченные ионы раньше связывались только в одной и той же лаборатории. Теперь команды под руководством Трейси Нортапа и Бена Ланьона из Университета Инсбрука запутали два иона на расстоянии 230 метров.

Узлы этой сети были размещены в двух лабораториях Campus Technik к западу от Инсбрука, Австрия. Эксперимент показывает, что захваченные ионы являются многообещающей платформой для будущих квантовых сетей, охватывающих города и, в конечном итоге, континенты.

Захваченные ионы — одна из ведущих систем для создания квантовых компьютеров и других квантовых технологий. Чтобы связать несколько таких квантовых систем, необходимы интерфейсы, через которые можно передавать квантовую информацию.

В последние годы исследователи под руководством Нортапа и Лэньона из факультета экспериментальной физики Инсбрукского университета разработали метод, позволяющий сделать это путем улавливания атомов в оптических полостях, что позволяет эффективно передавать квантовую информацию легким частицам. Затем частицы света можно будет отправить по оптическим волокнам, чтобы соединить атомы в разных местах.

Теперь их командам вместе с теоретиками под руководством Николя Сангуара из Университета Париж-Сакле впервые удалось запутать два захваченных иона, находящихся на расстоянии более нескольких метров друг от друга.

Две квантовые системы были установлены в двух лабораториях: одна в здании кафедры экспериментальной физики, а другая в здании Института квантовой оптики и квантовой информации Австрийской академии наук.

«До сих пор захваченные ионы были запутаны друг с другом только на расстоянии нескольких метров в одной и той же лаборатории. Эти результаты также были достигнуты с использованием общих систем управления и фотонов (световых частиц) с длинами волн, которые не подходят для перемещения на гораздо большие расстояния». ", - объясняет Лэньон.

После многих лет исследований и разработок физикам Инсбрука удалось запутать два иона на территории кампуса. «Для этого мы отправили отдельные фотоны, запутанные с ионами, по 500-метровому оптоволоконному кабелю и наложили их друг на друга, поменяв запутанность на два удаленных иона», — говорит Нортап, описывая эксперимент. «Наши результаты показывают, что захваченные ионы являются многообещающей платформой для реализации будущих распределенных сетей квантовых компьютеров, квантовых датчиков и атомных часов».

Команды Лэниона и Нортапа являются частью Quantum Internet Alliance, международного проекта под флагманом Quantum Европейского Союза. Последние результаты были опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Больше информации: В. Крутянский и др., Запутывание кубитов с захваченными ионами, разделенных 230 метрами, Physical Review Letters (2023). DOI: 10.1103/PhysRevLett.130.050803

Информация журнала:Письма о физических отзывах

Предоставлено Университетом Инсбрука.