Квантовый Интернет уже близко: ученые достигли квантовой телепортации между двумя чипами

В исследовании, вышедшем в Nature Physics, международная группа ученых зафиксировала достижение в области квантовой телепортации: ее произвели между двумя компьютерными чипами, а не между частями одного чипа. Исследователи смогли мгновенно отправлять информацию с одной микросхемы на другую, когда между теми не было никакого физического или электронного контакта.

В основе такого способа телепортации лежит квантовая запутанность — явление, когда две частицы взаимозависимы до такой степени, что могут взаимодействовать друг с другом даже на больших расстояниях. Когда свойства одной частицы меняются, это приводит к тому, что у другой они тоже мгновенно изменяются, причем независимо от того, на каком расстоянии эти частицы находятся друг от друга. По сути, информация телепортируется между частицами.

Очевидно, что практическое применение такого явления может оказаться полезным, и новое исследование помогло приблизиться к этой цели. Ученые сгенерировали пары запутанных фотонов на чипах, а затем провели квантовое измерение одного из них. Они наблюдали, как состояние фотона изменилось, и эти изменения затем мгновенно произошли с фотоном-партнером в другом чипе.

Эксперимент проводили в лаборатории, где у фотонов на разных микросхемах одно и то же квантовое состояние. В ходе исследования каждая из микросхем была запрограммирована для выполнения определенных экспериментов, в которых используется запутывание. Основное внимание ученых было приковано к эксперименту по телепортации, где было задействовано два чипа, а квантовое состояние частицы передавалось через две микросхемы после выполнения квантового измерения.

Ученые сообщили, что коэффициент успешной телепортации выше 90%. Более того, им удалось выполнить некоторые другие функции, которые будут важны для будущих квантовых вычислений. Сюда относится перестановка запутанности, когда состояния могут передаваться между частицами, которые никогда не взаимодействовали напрямую через посредника, и запутывание до четырех фотонов.

Раньше информация телепортировалась на гораздо большие расстояния: сначала через комнату, затем на 25 км, на 100 км и, наконец, более чем на 1200 км через спутник. Однако раньше она осуществлялась между разными частями одного компьютерного чипа, а телепортация между двумя разными чипами является крупным прорывом в квантовых вычислениях.