Memorie atomică menține ionii la distanță în stare de entanglement timp de aproximativ 10 secunde
Cercetătorii de la Universitatea din Oxford au realizat o rețea cuantică formată din patru qubiți, codificați în ioni prinși în capcană și distribuiți între două locații conectate prin fibre optice. Rezultatele au fost publicate în revista Physical Review Letters.
Rețeaua se bazează pe atomi încărcați electric, ținuți în poziție prin câmpuri electromagnetice. Fiecare nod al rețelei conține câte un ion de stronțiu și unul de calciu. Ionii de stronțiu sunt folosiți pentru stabilirea legăturii: fiecare emite câte un foton, iar fotonii sunt aduși împreună și măsurați într-o stație centrală.
Pentru a crea entanglement între ionii de stronțiu aflați la distanță, cercetătorii au efectuat o măsurare de tip Bell asupra fotonilor emiși de cei doi ioni. Un anumit model de detectare a fotonilor a semnalat că ionii au devenit astfel conectați. Ulterior, prin operații în interiorul fiecărui nod, entanglement-ul a fost extins la ionii de calciu, obținându-se stări cuantice comune care implică trei sau patru ioni din cele două noduri.
Transferul către ionii de calciu a avut ca scop păstrarea mai îndelungată a stării cuantice, deoarece stările alese pentru aceștia sunt mai puțin sensibile la zgomotul câmpului magnetic. Cercetătorii au constatat că starea de entanglement dintre qubiții de memorie aflați la distanță a putut fi păstrată aproximativ 10 secunde, mult mai mult decât scara de milisecunde specifică qubiților de rețea.
Abordarea combină operațiile efectuate asupra ionilor din două locații distincte cu o conexiune bazată pe lumină. Ea ar putea deschide noi posibilități pentru dezvoltarea calculului cuantic distribuit, în care dispozitive conectate prin entanglement colaborează pentru a efectua calcule. De asemenea, metoda ar putea fi utilizată pentru măsurători cu senzori cuantici aflați la distanță, pentru compararea ceasurilor atomice sau pentru comunicații cuantice securizate.
Următorii pași vizați de echipă sunt construirea acestor capacități pentru protocoale de rețea mai complexe. Cercetătorii sunt interesați de modul în care un entanglement de lungă durată și prelucrarea locală pot susține calculul cuantic distribuit, inclusiv corectarea erorilor, detectarea la distanță și compararea ceasurilor. Mai amplu, ei își propun să dezvolte noduri de rețea care să reunească diferite tipuri de ioni și să valorifice punctele forte ale fiecăruia pentru viitorul tehnologiilor cuantice.
