Китайские исследователи построили первый в мире квантовый роутер, который указывает маршрут кубитам — единицам хранения информации в квантовом компьютере. Его практическое применение, однако, невозможно ввиду одного из существенных ограничений.
Ученые из Университета Цинхуа в Пекине объявили о создании и успешном испытании первого экспериментального квантового роутера, сообщает Technology Review со ссылкой на официальный источник.
В основу экспериментального роутера лег эффект квантовой сцепленности: когда квантовым биты (кубиты) — наименьшие элементы хранения информации в квантовой системе — имеют связь между собой, и когда состояние одного кубита меняется, меняется состояние другого.
В своем экспериментальном роутере ученые закодировали информацию в поляризацию фотонов, горизонтальную или вертикальную. Исследователи начали с создания единичного фотона, находящегося в суперпозиции состояний горизонтальной и вертикальной поляризаций.
Затем исследователи конвертировали этот единичный фотон в два сцепленных фотона с помощью процесса под названием параметрическое рассеяние света. Оба этих фотона также продолжали находиться в суперпозиции состояний горизонтальной и вертикальной поляризаций.
Роутер работает по следующему принципу: поляризацию одного из фотонов он использует как контрольный сигнал для определения маршрута другого фотона, содержащего информацию. Само по себе устройство достаточно простое и состоит из набора полупрозрачных зеркал для направления фотонов и фазовых пластин, меняющих их полярность.
Хитрость заключается в настройке роутера таким образом, чтобы поляризация контрольного фотона влияла на маршрут. Группа ученых добилась этого путем изменения поляризации контрольного фотона, используя четвертьволновые и полуволновые фазовые пластины. Затем благодаря феномену квантовой сцепленности информационный фотон следовал по соответствующему маршруту, объясняет Technology Review.
Роутер китайских исследователей обладает одним существенным ограничением: он может управлять только одним кубитом в единицу времени. Это ограничение вытекает из принципа работы параметрического рассеяния света. Таким образом, построенное учеными устройство по сути является лишь экспериментом и никогда не найдет применения в реальных квантовых сетях, резюмирует Technology Review.
Добавим, что ранее в феврале группа ученых во главе с исследователем из России смогла значительно увеличить продолжительность хранения информации в квантовых битах без использования сложного и дорогостоящего оборудования, что еще на один шаг приблизило создание действующих квантовых компьютеров.
Источник: cnews.ru
