Ученые реализовали квантовую телепортацию информации в пределах одного чипа

Группа ученых, в которую вошли представители университетов Бристоля, Токио, Саутгемптона и лаборатории Device Technology Laboratories японской компании NTT создали фотонный чип, на котором были изготовлены элементы квантовых фотонных схем, реализующие технологию квантовой телепортации, моментальной беспроводной передачи квантовой информации. Это достижение прокладывает путь к созданию сверхскоростных квантовых компьютеров, сверхзащищенных квантовых коммуникаций и других квантовых технологий, которые в будущем должны получить широкое распространение.

Кубиты (квантовые биты) являются квантовой версией обычных битов, составляющих основу всех современных компьютеров. Одним из кандидатов на "должность" кубитов, служащих для хранения и обработки квантовой информации, являются фотоны, частицы света, и для практического использования фотонных кубитов в квантовых компьютерах требуется технология передачи информации от одного фотона к другому при помощи явления квантовой телепортации.



Квантовая телепортация информации между фотонами уже была успешно реализована ранее в некоторых лабораториях, однако для этого ученым потребовалось использование сотен оптических инструментов, расположенных в строго определенных точках и строго выровненных относительно друг друга под заданными углами. И такой подход весьма и весьма далек от того масштаба и надежности работы, который требуется для создания квантовых компьютеров и других устройств.

В 2013 году группа профессора Фурусавы (Professor Furusawa) успешно реализовала технологию квантовой телепортации информации между фотонами. Однако, созданная ими установка занимала площадь в несколько квадратных метров, а на ее создание ушло несколько месяцев очень кропотливой работы. Но, группа ученых из университета Бристоля, возглавляемая профессором Джереми О'Брайеном (Professor Jeremy O'Brien) взяла за основу квантовые схемы, разработанные японцами, и воплотила их при помощи современных технологий производства полупроводников на кремниевом чипе, площадью в несколько квадратных миллиметров, что примерно в 10 тысяч раз меньше установки профессора Фурусавы.



Данное достижение является первым разом в истории науки, когда технология квантовой телепортации реализована в пределах одного чипа, что является решением проблемы масштабируемости квантовых вычислительных систем и что делает человечество еще на один шаг ближе к созданию квантовых компьютеров с фотонными процессорами.

"Наше последнее достижение позволяет нам осуществлять сверхскоростную передачу информации в пределах одного чипа" - рассказывает профессор Акира Фурусава из Токийского университета, - "Следующим нашим шагом станет создание на одном чипе сложной системы, одновременно использующей несколько каналов квантовой телепортации, при помощи которой уже можно будет выполнять некоторые функции обработки квантовой информации".