Продемонстрировано перепутывание по кабелю двух узлов квантовой сети

Группа учёных Чикагского университета и Центра распределённой квантовой информатики Лаборатории армейских исследований (ARL), смогла передать запутанные состояния кубитов по коммуникационному кабелю из одного узла квантовой сети в другой.

Эта работа, о которой рассказывает публикация в журнале Nature, может помочь заложить основу для будущих сетей квантовой связи и крупномасштабных квантовых компьютеров.

Экспериментальная установка состояла из двух узлов, с тремя сверхпроводящими кубитами в каждом из них. Квантовые состояния пересылались микроволновыми фотонами по сверхпроводящему кабелю длиной один метр.

Весь процесс передачи занимал всего несколько десятков наносекунд: это позволило существенно снизить потери информации при пересылке запутанных квантовых состояний.

Авторы предварительно усилили запутанное состояние, сначала используя кабель, чтобы запутать два кубита в каждом из двух узлов, а затем перепутали эти кубиты с другими кубитами в узлах. Конечным итогом были все шесть кубитов в двух узлах находящиеся в едином глобально запутанном состоянии.

"Команда смогла выделить в этом текущем эксперименте главный ограничивающий фактор, связанный с потерей некоторых компонентов, — сказал д-р Фредрик Фатеми (Fredrik Fatemi), руководитель отдела квантовых наук ARL. — Заложены предпосылки для ещё более сложных экспериментов, которые позволят нам исследовать новые режимы распределённой запутанности.

Ближайшим развитием этого исследовательского проекта должно стать расширение экспериментальной установки на три узла и создание трёхстороннего перепутывания между ними.