На пути к квантовому Интернету

Команда австралийских ученых, возглавляемая исследователями из Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) достигла результатов, которые в перспективе могут привести к построению сети квантовых компьютеров, связанных с помощью квантового Интернета.

Команда впервые в мире детектировала спин одиночного атома, используя комбинированный оптический и электрический подходы. Проф. Свен Рогге (Sven Rogge) из UNSW сказал, что этот замечательный результат был получен на одиночном атоме эрбия – редкоземельном элементе, который встраивается в кремний и широко используется в связи. «Объединив оптическую и электрическую системы, мы получили лучшее из двух миров. Это новая революционная техника, хотя люди сомневались, что такое возможно. Это первый шаг на пути к глобальному квантовому Интернету», – добавил он.

Ранее исследователи применяли либо электрические, либо оптические методы для считывания спина одного атома, но не оба вместе. Новый подход открывает возможность с помощью света соединить атомы, или кубиты вместе, чтобы создать квантовый компьютер.

«Использование света для передачи данных в квантовом состоянии легче, чем делать это с помощью электричества. В конечном счете, это приведет к квантовой связи на длинные расстояния и, как следствие, к квантовому Интернету», – сказал руководитель исследования д-р Чуньмин Инь (Chunming Yin).

Чтобы сделать новое квантовое устройство, адъюнкт-профессор Джеффри Маккалум (Jeffrey McCallum) из Мельбурнского университета использовал установку ионного легирования, чтобы выстрелить атомами эрбия в стандартный индустриальный кремниевый транзистор. Когда атом находился в определенном квантовом состоянии и освещался лазером, из него выбивались электроны. Этот эффект определялся электрически, поскольку транзистор переключался.

Следующим шагом планируется управление спином атомов эрбия, что должно быть относительно просто, а также перенос этих результатов на атомы фосфора, встроенные в кремний.

Исследователи говорят, что пройдет, по крайней мере, десятилетие, прежде чем потенциал квантовых вычислений буде полностью реализован.

Иллюстрация показывает лазерный луч, направленный на одиночный атом эрбия в кремниевом чипе