Eri laboratorioissa olleet atomit saatiin vuorovaikutukseen - kvanttiverkkojen luominen edistyySaksalaisen Max Planck -instituutin tutkijat saivat eri laboratorioissa olevien atomien kohtalot kietoutumaan fotonin välityksellä, kertoo The Register.
Hiukkasten kvanttitilojen kietoutuminen tarkoittaa, että niiden kvanttitilat ovat toisistaan riippuvaisia. Kun toisen hiukkasen tila muuttuu, se muuttaa toisenkin tilan, olivatpa ne toisistaan miten kaukana hyvänsä.
Tutkijat saivat eri laboratorioissa olevien kahden rubidiumatomin kvanttitilat kietoutumaan 60-metrisen valokaapelin välityksellä. Toinen atomeista lähetti toista kohti fotonin, joka oli muuttunut samaan kvanttitilaan lähettäjäatomin kanssa.
Fotoni sai myös vastaanottaja-atomin muuttumaan samaan kvanttitilaan kuin lähettäjä. Atomit sijaitsivat 21 metrin päässä toisistaan eri laboratoriotiloissa.
Kvanttitietokoneilla laskentanopeus uusiin sfääreihin?Tutkijoiden mukaan fotonien ja atomien yhteispeli tuo paremmat vaihtoehdot varastoida ja siirtää tietoa kubitteina.
Kubitti on kahden kvanttitilan superpositio ja vastaa kvanttitietokoneessa tavallisen tietokoneen bittiä. Toisin kuin bitti, kubitti voi saada yhtä aikaa arvot 0 ja 1. Tämä mahdollistaa rinnakkaiset laskutoimitukset, jotka tekisivät kvanttitietokoneista hyvin nopeita ongelmanratkaisijoita.
Fotonit toimivat hyvin kubittien siirtäjinä, mutta niitä on hyvin vaikea varastoida. Jo 15 vuotta sitten arveltiin, että fotonien ja atomien vuorovaikutus voisi mullistaa kvanttitiedon käsittelyn, mutta sen toteuttaminen yksittäisillä hiukkasilla on ollut hyvin vaikeaa.
Kuidun heijastavuus lisää onnistumistodennäköisyyttäOnnistumisprosentti saksalaislaboratorioissakaan ei ollut suuri: vain 0,2 prosenttia fotoninlähetyskerroista onnistui kietouttamaan vastaanottavan hiukkasen samaan kvanttitilaan lähettäjän kanssa. Kietoutuminen on ihmismittakaavassa lyhytkestoista: vain noin 100 mikrosekuntia eli sekunnin kymmenestuhannesosa.
Valokuitu, jota pitkin fotonit lähetettiin, oli heijastavaa. Tämän vuoksi yksi fotoni saattoi ohittaa vastaanottaja-atomin useita kertoja, mikä paransi onnistumismahdollisuuksia.
Tutkijat ovat väläytelleet mahdollisuutta tiedonsiirtoteleportista, jossa kubitteja voisi siirtää jopa ilman fotonien apua.
Max Planckin kvanttitutkijoita on haastateltu Scientific American -lehdessä. Tutkimus julkaistiin tänään Nature-tiedelehdessä.
Lähde: http://www.tekniikkatalous.fi/innovaatiot/tiede/eri+laboratorioissa+olleet+atomit+saatiin+vuorovaikutukseen++kvanttiverkkojen+luominen+edistyy/a798815