Физикам удалось запутать квантовые запоминающие устройства на расстоянии
Состояние запутанности двух квантовых запоминающих устройств на расстоянии впервые получили испанские физики из Института фотонных наук в Барселоне (ICFO). Результаты исследования опубликованы 2 июня в журнале Nature.
Квантовые устройства были расположены в разных лабораториях на расстоянии десяти метров друг от друга и объединялись фотонами на длине волны связи. Это открытие может стать основой для создания в будущем квантового Интернета, который сможет работать на больших расстояниях.
Испанские исследователи впервые смогли достичь квантового запутывания между двумя удаленными многомодовыми твердотельными объектами квантовой памяти и поддерживать в течение 25 микросекунд, т. е. в двух квантовых запоминающих устройствах, расположенных на расстоянии десяти метров друг от друга. Данный метод также показал рекордную скорость запутывания в системе.
Эксперимент длился несколько месяцев. В качестве ячейки квантовой памяти использовался кристалл, легированный редкоземельными элементами.
«В эксперименте любопытно то, что невозможно узнать, хранится ли фотон в квантовой памяти лаборатории 1 или лаборатории 2, которые находились на расстоянии более десяти метров. Еще более странным и поразительным для нас было то, что мы были способны контролировать это», — сообщает аспирант Дарио Лаго-Ривера в пресс-релизе ICFO.
В статье отмечается, что в начале для интернет-связи использовали повторители, усиливающие сигнал, затем это делалось через спутник. Ученые открыли, что для создания квантового Интернета необходимы источники кубитов и элементы квантовой памяти, действующие как повторители и использующие в качестве ключевых компонентов суперпозицию и запутанность.
Однако для того, чтобы система была управляемой, запутанность квантовой памяти должна поддерживаться на больших расстояниях. Исследователи отмечают, что преимуществом их разработки является легкая интеграция в уже существующую сетевую инфраструктуру.
В предыдущих исследованиях с запутанностью и квантовой памятью ученые использовали холостые фотоны для подтверждения запутанности между устройствами квантовой памяти. Однако впервые запутанность была обнаружена на телекоммуникационной длине волны и хранилась в квантовой памяти в мультиплексном режиме.
