Впервые ученым удалось «телепортировать» квантовую логическую операцию между двумя изолированными ионами, открыв квантовым компьютерам новый способ выполнения задач в крупномасштабной квантовой сети.
Квантовая логическая операция впервые телепортирована между разделенными ионами
Впервые исследователи из Национального института стандартов и технологий (NIST) телепортировали квантовую логическую операцию между двумя изолированными ионами, демонстрируя, как квантовые компьютеры могут выполнять операции над крупномасштабным квантовым сети в будущем.
Это не первый случай, когда квантовая информация телепортируется между двумя изолированными квантовыми системами, но это первый случай, когда квантовые логические операции передаются подобным образом.
Опубликованная в выпуске журнала Science от 31 мая работа ученых NIST открывает потенциальные новые средства выполнения различных задач на квантовом компьютере в более крупной сети кубитов, чем в настоящее время. дело.
«Мы проверили, что наша логическая операция работает на всех входных состояниях двух квантовых битов с вероятностью 85-87% - далеко не идеально, но это только начало», - сказал физик NIST Дитрих Лейбфрид.
Команда NIST телепортировала квантово-управляемую логическую операцию НЕ (CNOT), которая меняет состояние кубита с 0 на 1 или наоборот, если и только если другой кубит равен 1, между два кубита с ионами бериллия, расположенные в разных зонах ионной ловушки на расстоянии около 340 микрометров друг от друга. Это исключает любую прямую интерференцию между двумя ионами.
Исследования NIST опирались на запутанную пару ионов магния «посредника» для передачи информации между ионами бериллия. Операции телепортации CNOT удалось запутать два иона магния в 95% случаев, в то время как вся логическая операция была успешной в 85-87% случаев.
«Телепортация ворот позволяет нам выполнять квантовые логические врата между двумя ионами, которые пространственно разделены и, возможно, никогда раньше не взаимодействовали», - сказал Лейбфрид. «Хитрость в том, что рядом с каждым из них находится один ион другой запутанной пары, и этот ресурс запутывания, распределенный перед воротами, позволяет нам проделать квантовый трюк, не имеющий классического аналога».
«Запутанные пары посыльных могут быть созданы в выделенной части компьютера и доставлены отдельно к кубитам, которые должны быть связаны с логическим вентилем, но находятся в удаленных местах», - добавил Лейбфрид.