Fisikawan telah mendemonstrasikan untuk pertama kalinya proses teleportasi kuantum dari satu chip silikon ke chip silikon lainnya. Sistem mereka, dibangun di atas prinsip optik terintegrasi, menggunakan kombinasi sumber foton nonlinier dan rangkaian kuantum linier. Desain ini memberikan salah satu akurasi teleportasi tertinggi hingga saat ini. Pekerjaan diterbitkan di Nature Physics.
Untuk membangun sistem pemrosesan dan transmisi informasi kuantum, para ilmuwan sering menggunakan prinsip optik terintegrasi. Optik memiliki beberapa keunggulan signifikan: misalnya, memungkinkan Anda untuk menskalakan sistem, meningkatkan kapasitas komputasi. Bekerja dengan data kuantum dalam optik terintegrasi, bagaimanapun, membutuhkan implementasi dari beberapa mekanisme yang kompleks. Sistem seperti itu harus mampu menghasilkan kelompok foton tunggal, mengendalikannya, dan kemudian mendaftar.
Dalam karya sebelumnya, fisikawan telah menghadapi masalah pembuatan generator dengan foton yang cukup terang dan dapat dibedakan. Selain itu, menggabungkan sumber foton dengan sirkuit kuantum (perekam) dalam satu perangkat kompak adalah tugas yang agak sulit. Meskipun demikian, pada tahun 2014, para ilmuwan berhasil melakukan teleportasi kuantum foton dalam satu chip silikon.
Sekarang tim ilmuwan internasional yang dipimpin oleh Daniel Llewellyn dari Universitas Bristol telah membangun sistem yang memungkinkan teleportasi kuantum dari satu chip ke chip lainnya. Ini terdiri dari dua bagian - pemancar (5 × 3 milimeter) dan penerima (3,5 × 1,5 milimeter). Pemancar adalah jaringan sumber foton nonlinier dan rangkaian kuantum linier.
Pertama, dua pasang foton dibangkitkan dan dilewatkan melalui sensor untuk menentukan apakah mereka terjerat. Mereka kemudian diarahkan melalui saluran pandu gelombang ke rangkaian kuantum linier (urutan eksperimen kuantum). Tahap terakhir adalah pengukuran menggunakan sistem interferometer Mach-Zehnder (perangkat ini terdiri dari pandu gelombang yang bercabang menjadi dua bagian; elektroda yang terletak di sisi lengan interferometer lagi-lagi membawa berkas menjadi satu). Salah satu foton terjerat dikirim ke penerima melalui kabel serat optik 10 meter. Penerima membuat pengukuran interferometer yang sama seperti pemancar.
Representasi skematis perangkat. dan. pemancar b. penerima.
Instalasi dapat memindahkan foton dalam satu dan dua chip (dalam kasus dua chip, jaraknya 10 meter dari satu sama lain). Tingkat kebetulan status kuantum (akurasi teleportasi) dalam mode pertama adalah 0,906, dalam mode kedua - 0,885. Dalam penelitian tentang teleportasi pada tahun 2014, fisikawan mencapai angka sekitar 0,89.
Menurut penulis, pekerjaan mereka dapat berguna dalam proyek optik terintegrasi berskala lebih besar yang dapat diterapkan di bidang komunikasi dan komputasi kuantum. Kita berbicara tidak hanya tentang komputer kuantum, tetapi juga tentang jaringan kuantum yang diimplementasikan pada prinsip optik. Meningkatkan akurasi transmisi data akan memungkinkan fisikawan menciptakan komunikasi yang lebih efisien berdasarkan teleportasi kuantum.
Video promosi:
Belum lama ini, para ilmuwan memotret belitan kuantum, Anda bisa melihatnya. Dan Profesor Alexander Lvovsky memberi tahu kami tentang bagaimana memahami eksperimen dengan benar dengan partikel yang terjerat.
Oleg Makarov
