Ученые доказали возможность квантовой телепортации электронов

Физики из Университета Рочестера и Университета Пердью (США) исследовали новые методы создания квантовых взаимодействий между отдельными электронами. Результаты их работы откроют новые пути развития технологии квантовых компьютеров, которые, в свою очередь, позволят совершить прорыв в медицине, науке и технике, https://phys.org/news/2020-06-teleportation-quantum-world.ht... Phys.org.

Квантовая телепортация – демонстрация действия принципа квантового запутывания, свойства одной частицы воздействовать на свойства другой, пусть даже находящейся на большом расстоянии от первой. Этот феномен имеет большое значение для передачи информации в вычислительной технике. Тогда как классический компьютер состоит из миллиардов транзисторов, квантовый кодирует информацию в кубитах, квантовых единицах данных, которые могут принимать значения нуля и единицы одновременно.

Способность кубитов иметь несколько состояний единовременно и закладывает основу квантовых компьютеров.

В прошлом ученые уже https://hightech.plus/2019/12/25/fiziki-proveli-pervuyu-kvan... квантовой телепортации с помощью электромагнитных фотонов для создания запутанных пар кубитов, находящихся на расстоянии друг от друга. Но есть и другой потенциальный метод передачи информации – кубиты на основе отдельных электронов.

«Отдельные электроны – многообещающий тип кубитов, потому что они легко взаимодействуют друг с другом, а кубиты из отдельных электронов в полупроводниках можно наращивать, - пояснил Джон Николь, один из исследователей. – Надежный метод удаленных взаимодействий электронов очень важен для квантовых вычислений».

Продемонстрировать такую возможность ученым позволила недавно открытая техника на базе принципов обменного взаимодействия Гейзенберга. Отдельный электрон похож на стержневой магнит с северным и южным полюсом, которые могут указывать вверх или вниз. Направление полюса - например, направлен ли северный полюс вверх или вниз - известно как магнитный момент электрона или состояние квантового вращения. Если частицы определенного типа имеют одинаковый магнитный момент, они не могут быть в одном и том же месте одновременно.

Использовав этот принцип, ученые распределили спутанные пары электронов и телепортировали их магнитный момент. «Мы доказали возможность «спутанного обмена», при котором мы создали запутанность между двумя электронами, даже несмотря на то, что эти частицы никогда не взаимодействовали друг с другом. И показали «квантовую телепортацию», потенциально полезную технику для квантовых компьютеров, - заявил Николь. - И этого можно добиться даже без фотонов».

Результаты эксперимента открывают дорогу для будущих исследований квантовой телепортации с участием спиновых состояний всей материи, а не только фотонов.

Команда физиков из Австрии https://hightech.plus/2020/05/12/razrabotan-i-uspeshno-ispit... новый тип технологии обнаружения — микроволновое квантовое освещение, работающее на спутанных микроволновых фотонах. Их прототип способен находить объекты в условиях, когда классические радары отказывают.