Шаг в квантовой науке. Российская установка генерирует сжатые запутанные состояния

Российские ученые разработали лазерную установку, способную генерировать солитонные молекулы — связанные ультракороткие импульсы с высоким уровнем стабильности. Эта технология открывает новые возможности для создания сжатых запутанных состояний, необходимых для квантовых вычислений.

Квантовые компьютеры используют кубиты в состоянии суперпозиции, что позволяет им выполнять вычисления быстрее, чем классические системы. Однако по мере увеличения числа кубитов возникают ошибки и разрушение связей, что ограничивает их эффективность. Солитонные молекулы, генерируемые лазерами, могут служить альтернативой кубитам, предоставляя устойчивые структуры для создания запутанных состояний.

"Солитонные молекулы находятся на переднем крае лазерной науки, и их применения крайне обширны. Мы разрабатываем лазерную дерматологическую систему и экспериментально исследуем их свойства для квантовых вычислений."

- Илья Орехов, инженер лаборатории волоконных лазеров ультракоротких импульсов МГТУ им. Н.Э. Баумана

Ученые из МГТУ имени Н.Э. Баумана и Института общей физики РАН собрали установку, генерирующую до 14 связанных импульсов. Эти импульсы отличаются высокой стабильностью и низким уровнем шумов, что позволяет минимизировать ошибки при создании запутанных состояний. В качестве источника энергии использовали лазерный диод, излучение которого формировало молекулы в кольцевом волоконном резонаторе.

Будущие исследования направлены на проверку гипотезы о самовычитании шумов, характерного для таких импульсов. Ученые также планируют создать установку для генерации запутанных состояний, пропуская солитонные молекулы через высоконелинейную среду, например, кристаллы. Эта работа поможет масштабировать технологию для использования в квантовых компьютерах, делая их более устойчивыми и эффективными.

Эта разработка не только приближает будущее квантовых вычислений, но и имеет потенциал в других областях, включая медицинскую фотонику. Солитонные молекулы демонстрируют перспективу создания устойчивых квантовых систем, способных справляться с основными вызовами современной науки и технологий.

Источник: пресс-служба Российского научного фонда