Российские физики провели новый вид квантовой телепортации

Российские физики из Московского физико-технического института (МФТИ) и Российского квантового центра (РКЦ) — резидента центра инноваций «Сколково» – впервые смогли осуществить квантовую телепортацию между разнородными кубитами. Об их работе пишет журнал Nature Communications.

Кубиты являются элементарными ячейками памяти квантового компьютера. Однако их работа основывается на разных принципах в зависимости от выполняемых задач. Поэтому одной из основных проблем существующих квантовых компьютеров являлась невозможность обмена информации между разными кубитами, и, как следствие – ограничение спектра и количества выполняемых задач на одном устройстве. 

Информация передается между ячейками посредством «телепортации» между атомами, возможной благодаря феномену квантовой запутанности – уникальной природе взаимосвязи между мельчайшими частицами. Она позволяет нескольким частицам мгновенно обмениваться информацией, даже если их разделяют миллионы километров. Но для такого способа обмена различной информацией при помощи квантовых компьютеров требуются различные кубиты. 

Авторам работы – аспиранту МФТИ и научному сотруднику РКЦ Александру Уланову и специалисту в области квантовой телепортации Александру Львовскому – удалось заставить обменяться информацией два типа ячеек памяти, основанные на принципах работы. 

Первый тип был основан на поляризации света, а другой – на напряженности электрического поля. По словам ученых, главное различие между ними состоит в том, что первая характеристика – дискретная, то есть – прерывистая, а вторая – постоянная. Исследователи смогли не только организовать обмен между кубитами, но и заставили их передать информацию на третий квантовый объект, руководствуясь принципами квантовой механики.

«Объединение преимуществ квантовых состояний, закодированных в дискретных и непрерывных переменных, откроет новые горизонты для применения квантово-оптических технологий на практике», – заключил Уланов.