Физики запутали четыре квантовые ячейки памяти

Сцепленное состояние сразу для четырёх групп атомов, разнесённых в пространстве, удалось организовать исследователям из Калифорнийского технологического института (Caltech).

В роли потенциальных ячеек памяти для квантового компьютера физики использовали четыре группы по миллиону атомов цезия, висящих в магнитной ловушке на расстоянии миллиметра друг от друга. С помощью лазерных лучей учёные охладили эти атомы до миллионных долей градуса выше абсолютного нуля, а затем ввели в состояние запутанности спиновые волны этих четырёх ансамблей.

Самое важное: авторы опыта организовали и считывание такой информации, а фактически, как объясняет пресс-релиз института, передачу состояния четырёх групп атомов четырём раздельным пучкам света.

Тут было задействовано явление сверхизлучения, которое ранее, к примеру, планировали использовать разработчики чипа на сто миллиардов спинов. В новом опыте сверхизлучение провоцировалось считывающим лазером.

Схема опыта. Жёлтый – записывающий лазер (IM write). Синий – луч для включения процесса считывания. Dh – датчик одного фотона, применяемый для обратной связи в процессе запутывания ячеек. Последние состоят из ансамблей атомов (a-d).
Красные стрелки в правом нижнем углу – запутанные выходные лучи, передающие информацию о состоянии ячеек памяти для дальнейшей обработки (иллюстрация Nature/Caltech/H. J. Kimble, A. Goban).

В результате экспериментаторам удалось построить "мостик" между веществом и светом, работающий для случая многосторонней квантовой сцепленности. А это — необходимый элемент действительно сложного квантового компьютера, — полагают авторы системы. (Детали опыта можно найти в статье в Nature.)