Австрийские физики совершенствуют квантовый сетевой интерфейс

Два года назад в Институте экспериментальной физики Инсбрукского университета (Австрия) было впервые продемонстрировано, что квантовую информацию захваченного в ловушку иона можно детерминировано перенести на фотон. Благодаря этому стало возможным сконструировать интерфейс между квантовыми процессорами и оптоволоконными каналами коммуникаций.

В новой работе физики института усовершенствовали этот интерфейс, применив так называемые суперрадиантные состояния.

В экспериментах, два иона располагали между двумя высокоотражающими зеркалами, образующими оптический резонатор. Ионы перепутывали между собой и связывали с резонатором. Коллективное взаимодействие между частицами и резонатором регулировалось так, чтобы увеличить выход одиночных фотонов. «Это известно как суперрадиантное состояние», — объясняет Бернардо Касабоне (Bernardo Casabone), первый автор статьи, вышедшей в Physical Review Letters.

Благодаря такому состоянию фотоны генерировались почти вдвое быстрей, чем в ранних экспериментах. Это сделало процесс переноса информации с частицы на фотон более эффективным и позволило смягчить требования к точности изготовления интерфейса.

В рамках этого исследования австрийские физики также экспериментировали с субрадиантными состояниями, в которых эмиссия фотонов не усиливается, а подавляется. Такие состояния представляют интерес поскольку записанная информация становится в них невидимой для резонатора, то есть, защищенной.

Итоги работы также закладывают основы построения адресуемой памяти для квантового компьютера, переключая которую из суб- в суперрадиантное состояние можно будет сохранять квантовую информацию в ионах и извлекать ее в фотонах.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365