Teleportacja i zapamiętanie

Po raz pierwszy w historii udało się dokonać jednocześnie kwantowej teleportacji i przechować kwantowy bit w pamięci. Połączone siły naukowców z niemieckiego uniwersytetu w Heidelbergu, chińskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii oraz Instytut Atomowego Uniwersytetów Austriackich przesłał na odległość 7 metrów qubit (kwantowy bit) i przez krótką chwilę przechowywał go w pamięci komputera.

Qubity to najmniejsze jednostki informacji w kwantowych komputerach przyszłości. W przeciwieństwie do obecnych bitów, który przechowuje wartość 0 lub 1, qubit jest ich superpozycją, czyli jednocześnie przybiera wartość 0 i 1. Ponadto qubitów nie można kopiować. Możliwe jest tylko ich przeniesienie.

Podczas wspomnianego eksperymentu qubit przeniesiono za pomocą teleportacji do układu pamięci, na który składały się dwa klastry wykonane z atomów rubidu. Każdy z klastrów zawiera około miliona atomów zamkniętych w magnetooptycznej pułapce. Po teleportacji można tam przechowywać i odczytywać qubit przez 8 mikrosekund (8 milionowych części sekundy), później jego stan się zmienia.

Interfejs pozwalający mapować kwantowy stan fotonu na kwantowy stan materii, a następnie odczytać go bez zmiany stanu to zasadnicza część przyszłych technologii kwantowych – powiedział profesor Jian-Wei Pan, szef zespołu badawczego.

Stany kwantowe przenoszone przez qubity były zakodowane w fotonach, które przekazały je rubidowym klastrom. Te reprezentowały je w postaci wspólnego spinu wszystkich elektronów w klastrze.

Najpierw naukowcy splątali polaryzację fotonów ze spinem atomów rubidu. Następnie dokonali teleportacji stanu pojedynczego qubitu za pomocą pomiaru splątanego fotonu z fotonem, który miał być teleportowany. Pomiar doprowadził do splątania obu fotonów i projekcji stanu drugiego fotonu na klaster atomów rubidu.

Technika ta ma jednak poważne wady. Po pierwsze prawdopodobieństwo, że dojdzie do teleportacji jest niewielkie, po drugie informacja jest przechowywana w pamięci bardzo krótko. Dlatego też sami naukowcy prowadzący eksperyment mówią, że konieczne są jeszcze znaczne usprawnienia.

teleportacja qubit komputer kwantowy