Kvantna frula svira s fotonskim qubitima
- Objavljeno u Znanost
Znanstvenici su stvorili "kvantnu frulu" koja može nagovoriti fotone da se sinkroniziraju i međusobno djeluju, što gotovo nikad ne čine u prirodi. Uređaj bi mogao pomoći u poboljšanju budućih dizajna kvantnih računala.
Poput istoimenog glazbenog instrumenta, kvantna frula znanstvenika Sveučilišta u Chicagu je komad metala s dugom šupljinom u sredini kojoj se pristupa nizom rupa s površine. Ali umjesto zvučnih valova, ovaj je uređaj dizajniran za svjetlost.
"Baš kao u glazbenom instrumentu, možete poslati jednu ili nekoliko valnih duljina fotona preko cijele stvari, a svaka valna duljina stvara 'notu' koja se može koristiti za kodiranje kvantne informacije", rekao je David Schuster, glavni autor studije.
Ove različite bilješke, kaže tim, mogle bi funkcionirati kao kvantni bitovi (qubiti) podataka, što znači da bi se mogle koristiti za stvaranje novih vrsta memorije za kvantna računala ili pomoći u ispravljanju pogrešaka kojima je ova tehnologija sklona.
U svojim eksperimentima s uređajem, istraživači su mogli kontrolirati interakcije do pet nota ili kubita odjednom, koristeći supravodljivi električni krug kao glavni kubit. To pokazuje da bi, ako bi se sustav povećao, mogao znatno pojednostaviti način na koji bi se mogla kontrolirati buduća kvantna računala.
"Ako želite izgraditi kvantno računalo s 1.000 bitova i možete ih kontrolirati putem jednog bita, što bi bilo nevjerojatno vrijedno", rekao je Schuster.
Istraživači ističu kako je možda najčudnija stvar u vezi s ovom kvantnom frulom što funkcionira manipulirajući fotonima da rade stvari koje rijetko rade u prirodi. Ove čestice svjetlosti obično ne djeluju jedna na drugu, što znači da projure pokraj ili čak jedna kroz drugu. Pod određenim uvjetima, povremeno ih se može natjerati da komuniciraju u parovima, ali u novom uređaju, tim je uspio natjerati sve fotone u međusobnu interakciju odjednom, nakon što energija u sustavu dođe do kritične točke.
Tim kaže da bi ovo neobično grupno ponašanje moglo otključati nove načine proučavanja fizike i drugih kvantnih fenomena koji možda prije nisu bili opaženi.
Istraživanje je objavljeno u dva rada, u časopisima Physical Review Letters i Nature Physics.