Создан новый квантовый регистр для квантовой коммуникации

Производительность сетей квантовой коммуникации серьезно ограничена декогеренцией. Поэтому сетям необходимы узлы ретрансляции, принимающие и усиливающие затухающий сигнал. Чтобы преодолеть эти ограничения, ученые разрабатывают квантовую память, способную хранить запутанные состояния, чтобы квантовые ретрансляторы могли работать на больших расстояниях. Лучшим вариантом по когерентности и яркости фотона признаны полупроводниковые квантовые точки. Они отлично подходят для кодирования и передачи квантовой информации, https://physicsworld.com/a/thousands-of-nuclear-spins-are-en... Physics World.

Однако электронные спиновые состояния квантовых точек не очень хорошо подходят для долгого хранения квантовой информации в стационарных узлах сети. Они содержат сотни и тысячи ядер с флуктуирующими спинами. Шумы от этих колебаний вызывают декогеренцию кубитов на основе электронных спиновых состояний. В прошлом физики Дамьен Ганглоф и Мете Ататюр уже показали, как контролировать этот шум, измеряя его взаимодействие с электронными спиновыми состояниями.

Теперь же они использовали алгоритм обратной связи на квантовой точке из арсенида галлия, чтобы стабилизировать 13 000 ядерных спиновых состояний в коллективном запутанном «темном состоянии». Это такое стабильное квантовое состояние, которое не поглощает и не излучает фотоны. При помощи единственного магнона, элементарного возбуждения системы спинов, общей для всех 13 000 ядер, можно перевернуть спин всего ядерного ансамбля между двумя коллективными квантовыми состояниями.

Каждое из этих состояний может быть определено как 0 или 1 в бинарной системе. Команда показала, как можно обмениваться квантовой информацией между ядерной системой и кубитом на квантовых точках с точностью передачи информации около 70%.

«Квантовая память поддерживала запомненное состояние приблизительно 130 микросекунд, что подтвердило эффективность нашего протокола. Также мы идентифицировали факторы, ограничивающие текущую точность и время запоминания, в том числе, перекрестные помехи между ядерными модами и оптически индуцированной релаксацией спина», - сказал Ганглоф.

Ученые надеются, что их подход позволит преодолеть одно из самых серьезных ограничений коммуникационных сетей, основанных на квантовых точках.

Парадокс Гринбергера — Хорна — Цайлингера описывает невозможность описания квантовой теории локальными релятивистскими описаниями. Новое https://hightech.plus/2025/02/04/kvantovii-eksperiment-pokaz..., предпринятое под руководством ученых из Китая, позволило понять, насколько квантовый мир может отличаться от классического. Они провели эксперимент с частицами света, существующими в 37-ми измерениях.