Ученые смогли передать информацию с помощью одного фотона

Ученые Принстонского университета разработали устройство, позволяющее одному электрону передавать квантовую информацию фотону. Исследование было опубликовано на прошлой неделе в журнале Science и может стать настоящим прорывом в сфере квантовых компьютерных технологий.

«Теперь у нас есть возможность непосредственно передавать квантовое состояние фотону. Раньше это было невозможно сделать с помощью полупроводниковых приборов, поскольку квантовое состояние утрачивалось до того, как успевало передать информацию», - пояснил ученый Принстонского университета Сяо Ми.

Созданное учеными устройство является результатом пяти лет исследований и представляет собой полупроводниковый чип, состоящий из кремниевых и кремниево-германиевых слоев, поверх которых расположены нанопровода. Эти провода тоньше человеческого волоса и нужны для доставки чипу электроэнергии. С ее помощью ученые смогли захватить электрон между кремниевыми слоями в микроструктурах, известных как квантовые точки (фрагменты проводника или полупроводника, носители заряда которого ограничены в пространстве по всем трем измерениям).

Электроны, используемые в компьютерных вычислениях для передачи мельчайших частиц информации, называются битами. Как правило, бит имеет одно из двух значений – 1 или 0. Однако в квантовых вычислениях мельчайшие частицы информации (кубиты) могут иметь одновременно два значения. Возможность манипулировать кубитами существенно ускоряет вычисления, поскольку машина может решать не одну, а одновременно несколько задач.

В качестве посредника между электронами ученые избрали фотон, поскольку он более устойчив к внешнему воздействию и может передавать информацию между квантовыми чипами, а не только внутри микросхем одного квантового чипа.