В современных подходах к квантовой связи кубиты (квантовые биты) соединяют через фотоны — для этого требуется либо точно направлять частицы света от одного кубита к другому, либо регистрировать их совпадения и фильтровать результаты. Такие схемы дают запутанность только в части случаев и требуют постоянного контроля.
Изображение: scitechdaily.com
Новая разработка австрийских физиков работает иначе. Исследователи поместили два кубита в общее электромагнитное поле, созданное источником запутанных микроволновых фотонов. Это поле действует как «квантовая баня»: оно непрерывно переводит кубиты в связанное состояние и удерживает их там, не позволяя запутанности разрушиться. При этом система не нуждается в измерениях, обратной связи или селекции событий — она автономна.
Этот подход решает одну из главных проблем квантовых вычислений — короткое время жизни запутанных состояний. Поскольку баня постоянно «подпитывает» связь, кубиты могут оставаться запутанными сколь угодно долго, пока работает источник фотонов. Это делает запутанность доступной как ресурс в любой момент, а не в узком временном окне, как в традиционных методах.
Изображение: scitechdaily.com
В ходе экспериментов учёные подтвердили наличие запутанности с помощью квантовой томографии — метода, который восстанавливает состояние системы из множества коротких измерений (длительностью 20–80 наносекунд). Эффективность передачи оказалась на уровне около 10% от доступной запутанности бани, что ниже, чем у активно управляемых схем, но достаточно для демонстрации принципа.
Авторы отмечают, что их система легко масштабируется — она может синхронизировать не только два, но и большее число удалённых кубитов. Хотя до создания полноценного квантового компьютера ещё далеко, предложенный метод даёт простую и надёжную основу для распределённых квантовых вычислений и сетей.
