Учёные из Иллинойсского и Чикагского университетов заставили два сверхпроводящих кубита достичь устойчивой квантовой запутанности через рассеяние энергии в среду. Метод назвали синтетическим сжатием. Об этом сообщает «Хайтек» со ссылкой на исследование в журнале Physical Review X.
Обычно утечка энергии и информации из квантовой системы во внешнюю среду всё портит. Это главный враг квантовых технологий. Новый эксперимент показал, что рассеяние можно не просто терпеть, а обуздать и использовать. С его помощью два кубита вошли в стационарное запутанное состояние и остаются в нём неограниченно долго.
Раньше запутанность получали так: готовили объекты в одном месте, а потом разносили в разные точки. Проблемы начинались именно на этапе переноса. Внешний шум разрушал хрупкие квантовые свойства. Группа под руководством Вольфганга Пфаффа из Иллинойсского университета и Аашиша Клерка из Чикагского университета обошла этот этап. Никакого транспорта. Кубиты оставались на месте и обменивались светом, часть которого уходила в среду. Когда внешнюю подсветку настроили так, чтобы она компенсировала потери, система сама вышла на стационарный режим с запутанностью.
Клерк сравнил метод с холодильником. Обычный холодильник откачивает тепло наружу и держит холод внутри. Здесь конструкция откачивает внешние влияния и держит запутанность.
Ключевым инструментом стало синтетическое сжатие. Оно позволило учесть реальный шум и несовершенство оборудования, подстроить параметры и получить запутанность высокого качества. Теоретически такую схему предсказывали давно, но реализовать мешали именно эти «неидеальности». Синтетическое сжатие сводит проблему к лабораторной настройке.
Сейчас физики масштабируют метод на системы с несколькими кубитами. Дальше — проверка разных протоколов на такой архитектуре и дистилляция запутанности. Идея в том, чтобы брать много слабо запутанных кубитов и собирать из них несколько с очень высокой степенью запутанности, достаточной для квантовых вычислений.
Обложка: magnific
