Международный коллектив физиков сумел запутать 10 миллиардов кубитов - квантовых аналогов битов в твердом носителе. Это самый значительный результат для твердой квантовой запутанности. Статья исследователей появилась в журнале Nature, а коротко о работе пишет портал Physics World.
Запутанностью называют особое свойство квантовых систем быть связанными друг с другом даже при удалении на значительное расстояние. При изменении параметров одной из запутанных систем (например, при проведении измерения) моментально происходит изменение состояние всех других "участников". Таким образом, для того, чтобы узнать состояние всех запутанных систем, наблюдателю требуется измерить состояние только одной из них.
Авторы нового исследования работали с кремнием, в который были "вставлены" атомы фосфора. Ученые запутывали спины "загрязняющих" атомов фосфора и электронов. Значение спинов атомов и электронов выступали в качестве кубитов - квантовых аналогов битов, или элементов для хранения информации, например, в квантовых компьютерах.
Охладив кремний с вкраплениями фосфора до температуры 3 кельвина (минус 270,15 градуса Цельсия) и подвергнув его воздействию радио- и микроизлучения, ученые добились запутывания 10 миллиардов кубитов. Авторы подтвердили состояние запутанности с надежностью в 98 процентов.
Огромное количество частиц позволило ученым с большей легкостью подтвердить, что изучаемые квантовые системы действительно запутаны. Однако коллеги авторов исследования полагают, что большую практическую ценность будет иметь работа, в которой запутанность была бы подтверждена для отдельных квантовых систем - подобного рода измерения важны для разработки квантовых компьютеров. По сравнению с обычными компьютерами такие устройства смогут проводить гораздо больше вычислительных операций в единицу времени, так как квантовые системы одновременно находятся в нескольких состояниях (это называют суперпозицией).