15:17 2023-03-27
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ O memorie cuantică robustă care stochează informații într-o rețea cuantică cu ioni prinși
_ O memorie cuantică robustă care stochează informații într-o rețea cuantică cu ioni prinși
Cercetătorii de la Universitatea Oxford au creat recent o memorie cuantică într-un nod de rețea cuantică cu ioni prinși. Designul lor unic de memorie, introdus într-o lucrare din Physical Review Letters, s-a dovedit a fi extrem de robust, ceea ce înseamnă că ar putea stoca informații pentru perioade lungi de timp, în ciuda activității continue în rețea.
< „Construim o rețea de calculatoare cuantice, care folosesc ioni prinși pentru a stoca și procesa informații cuantice”, a declarat Peter Drmota, unul dintre cercetătorii care au efectuat studiul, pentru Phys.org. „Pentru a conecta dispozitive de procesare cuantică, folosim fotoni unici emiși de la un singur ion atomic și utilizăm încurcarea cuantică între acest ion și fotoni.”Ioni prinși, particule atomice încărcate care sunt limitate în spațiu folosind câmpuri electromagnetice. , sunt o platformă folosită în mod obișnuit pentru realizarea calculelor cuantice. Fotonii (adică particulele de lumină), pe de altă parte, sunt în general folosiți pentru a transmite informații cuantice între nodurile îndepărtate. Drmota și colegii săi au explorat posibilitatea de a combina ionii prinși cu fotoni, pentru a crea tehnologii cuantice mai puternice.
„Până acum, am implementat o modalitate fiabilă de a interfața ionii de stronțiu și fotonii și am folosit acest lucru. pentru a genera conexiuni de la distanță de înaltă calitate între două noduri de rețea îndepărtate”, a spus Drmota. „Pe de altă parte, logica cuantică de înaltă fidelitate și amintirile de lungă durată au fost dezvoltate pentru ionii de calciu. În acest experiment, combinăm aceste capacități pentru prima dată și arătăm că este posibil să se creeze încurcături de înaltă calitate între un ion de stronțiu și un foton și apoi stochează această încurcătură într-un ion de calciu din apropiere."
Integrarea unei memorii cuantice într-un nod de rețea este o sarcină dificilă, deoarece criteriile care trebuie îndeplinite pentru ca un astfel de sistem să poată fi îndeplinite. munca sunt mai mari decât cele necesare pentru crearea unui procesor cuantic independent. Cel mai important, memoria dezvoltată ar trebui să fie robustă împotriva activității concurente în rețea.
„Acest lucru înseamnă că informațiile cuantice stocate în memorie nu trebuie să se degradeze în timp ce se stabilește o legătură de rețea”, a explicat Drmota. „Acest lucru necesită o izolare extremă între memorie și rețea, dar, în același timp, trebuie să existe și un mecanism rapid și fiabil care să cupleze memoria la rețea atunci când este necesar.”
Pentru a-și crea cuantumul. de memorie, Drmota și colegii săi au folosit două specii atomice diferite, și anume stronțiu și calciu, deoarece acest lucru le-a permis să minimizeze diafonia în timp ce stabiliau o legătură de rețea. Diafonia limitată din această arhitectură cu specii mixte le-a permis, de asemenea, să detecteze erori în timp real și să utilizeze ceea ce este cunoscut sub numele de răcire în secvență. Porțile care se încurcă cu specii mixte au asigurat conexiunea lipsă între rețea și memorie.
„Una dintre sursele de erori tehnice cu care ne confruntăm cu qubiții de ioni prinși este defazarea din cauza zgomotului câmpului magnetic”, a spus Drmota. „Cu toate acestea, calciul-43 prezintă tranziții care sunt insensibile la câmpurile magnetice, eliminând această eroare, crescând astfel timpul de coerență. În timp ce stronțiul-88 este perfect potrivit pentru generarea de fotoni pentru rețea, este sensibil la zgomotul câmpului magnetic.”
Deși se știe că stronțiul-88 este sensibil la zgomotul câmpului magnetic, cercetătorii au reușit să păstreze încordarea dintre ionul lor de memorie și un foton pentru o perioadă mai lungă de timp, prin transferul informațiilor cuantice de la stronțiu la calciu din sistem. Mai exact, ei ar putea păstra această încurcătură timp de peste 10 secunde, ceea ce este de cel puțin 1000 de ori mai lung decât au observat între un ion de stronțiu gol și un foton.
„În plus, ionul de stronțiu poate fi reutilizat pentru a genera fotoni încâlciți suplimentari și arătăm că acest proces nu afectează fidelitatea încurcării dintre memorie și fotonul anterior, astfel obținând robustețe la activitatea rețelei, ", a spus Drmota. „În special, am reușit să integrăm complexitatea asociată cu multiple tehnici provocatoare, care au fost dezvoltate izolat în diferite configurații de-a lungul multor ani, într-un singur experiment.”
În testele inițiale, memoria cuantică creată de Drmota și colegii săi au obținut rezultate foarte promițătoare, deoarece s-a dovedit a fi foarte robust, păstrând încurcarea dintre un ion și un foton prins timp de cel puțin 10 secunde. Demonstrarea de către echipă a acestei memorii cuantice ar putea fi o piatră de hotar importantă în căutarea în curs de a realiza procesarea distribuită a informațiilor cuantice.
Folosind designul lor, nodurile de calcul cuantice individuale pot fi încărcate cu un anumit număr de qubiți de procesare (de ex. , calciu), în timp ce qubitul de rețea (adică, stronțiul) poate fi apoi utilizat pentru a crea legături cuantice între modulele îndepărtate. În cele din urmă, această memorie cuantică promițătoare ar putea deschide calea către crearea unor sisteme de calcul cuantice scalabile, deoarece utilizarea modulelor mici care pot procesa informații cuantice și interconectarea acestora cu alte module eludează nevoia unor capcane mari și complexe de ioni.
© 2023 Science X Network
Comentarii:
Adauga Comentariu