Телепортация информации между двумя компьютерными чипами выполнена впервые

Москва, 06:31, 27 Дек 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Исследователям впервые удалось квантовать информацию между двумя компьютерными чипами.

Ученые из Университета Бристоля и Технического университета Дании впервые осуществили квантовую телепортацию между двумя компьютерными чипами. Команде удалось мгновенно отправить информацию с одного чипа на другой без физического или электронного подключения, что открывает новые возможности для квантовых компьютеров и квантового Интернета.

Этот вид телепортации становится возможным благодаря явлению, называемому квантовой запутанностью, когда две частицы настолько переплетаются друг с другом, что могут «общаться» на больших расстояниях. Изменение свойств одной частицы приведет к мгновенному изменению другой частицы, независимо от того, сколько пространства разделяет их. По сути, информация телепортируется между ними.

Гипотетически, нет предела расстоянию, на котором может действовать квантовая телепортация — и это вызывает некоторые странные последствия, которые озадачивали даже самого Эйнштейна. Наше современное понимание физики говорит, что ничто не может двигаться быстрее скорости света, и все же, благодаря квантовой телепортации, информация, кажется, нарушает это ограничение скорости. Эйнштейн назвал это «жутким дальнодействием».

Использование этого явления, несомненно, может быть полезным, и новое исследование помогает приблизить это к реальности. Команда сгенерировала пары запутанных фотонов на чипах, а затем провела квантовое измерение одного. Это наблюдение изменяет состояние фотона, и затем эти изменения мгновенно применяются к фотону-партнеру в другом чипе.

«Мы смогли продемонстрировать высококачественную связь запутывания между двумя чипами в лаборатории, где фотоны на каждом чипе разделяют одно квантовое состояние», — говорит Дэн Ллевеллин, соавтор исследования. «Затем каждый чип был полностью запрограммирован для проведения ряда демонстраций с использованием запутывания. Флагманская демонстрация была экспериментом по телепортации с двумя чипами, в котором индивидуальное квантовое состояние частицы передается через две микросхемы после квантового измерения. В этом измерении используется странное поведение квантовой физики, которая одновременно разрушает запутанную связь и передает состояние частицы другой частице, уже находящейся в чипе приемника».

Команда исследователей сообщила, что показатель успешности телепортации составляет 91%, и ей удалось выполнить некоторые другие функции, которые будут важны для квантовых вычислений. Это включает в себя перепутывание запутывания (когда состояния могут передаваться между частицами, которые никогда напрямую не взаимодействовали, через посредника), и переплетение целых четырех фотонов вместе.

Ранее информация передавалась на все большие расстояния — сначала через комнату, затем через 25 км, затем 100 км и, в конечном итоге, через 1200 км через спутник. Раньше это также делалось между различными частями одного компьютерного чипа, но телепортация между двумя различными чипами является крупным прорывом для квантовых вычислений.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Physics.