Исследователи из Оксфордского университета недавно создали квантовую память в узле квантовой сети с захваченными ионами. Уникальная конструкция позволяет сохранять запутанность между ионом стронция и фотоном более 10 с.
Захваченные ионы, удерживаемые с помощью электромагнитных полей, являются широко используемой платформой для реализации квантовых вычислений. Фотоны, с другой стороны, обычно используются для передачи квантовой информации между удаленными узлами. В своем эксперименте исследователи объединяют эти подходы для создания более мощных квантовых технологий.
Они запутали атомы стронция с фотоном, а затем сохранили эту запутанность в соседнем ионе кальция. Стронций — 88 идеально подходит для генерации фотонов для создания квантовых сетей, объясняют ученые, но он чувствителен к шуму магнитного поля. Ионы кальция — 43 — напротив, нечувствительны к магнитным полям. В результате использование кальция устраняет потерю информации и увеличивает время когерентности.
Используя комбинированную систему, исследователи смогли сохранить запутанность между ионом памяти и фотоном в течение более длительного времени, передав квантовую информацию от стронция к кальцию. Запутанность сохранялась в течение не менее 10 с, что как минимум в тысячу раз дольше, чем между отдельным ионом стронция и фотоном.
С помощью нового подхода отдельные квантовые вычислительные узлы могут быть загружены заданным количеством процессорных кубитов (например, кальция), а сетевой кубит (например, стронций) может затем использоваться для создания квантовых связей между удаленными модулями, отмечают разработчики.
Разработка открывает возможность для создания масштабируемых систем квантовых вычислений, поскольку использование небольших модулей, способных обрабатывать квантовую информацию, и их соединение с другими модулями позволяет избежать необходимости в больших и сложных ионных ловушках.
