Реализация на практике квантовых сетей – один из крупнейших вызовов современной физики. И вот теперь недавнее исследование показывает, как высококачественные фотоны могут быть получены из «твердотельных» чипов, приближая нас к появлению квантового Интернета.

Количество транзисторов в микропроцессорах продолжает удваиваться каждые два года, удивительным образом продолжая следовать закону Мура, предсказанному ещё 50 лет назад.

Если так будет продолжаться и дальше, существенные концептуальные и технические подвижки в области квантовой механики в микрочипах нам понадобятся уже в течение ближайшего десятилетия.

Большое разнообразие твердотельных систем в настоящее время исследуются в качестве кандидатов на роль квантовых битов информации, или кубитов, также как и некоторое число различных подходов к протоколам квантовых вычислений — и главной задачей сейчас является определение наилучшей комбинации. Один такой кубит, квантовая точка, создаётся из полупроводниковых нанокристаллов, интегрированных в чип, и может управляться электронно-оптическими методами.

Единичные фотоны будут формировать летящие кубиты – неотъемлемую часть распределённых квантовых сетей. Во-первых, они являются естественным выбором для квантовой коммуникации, поскольку они переносят информацию на большие расстояния быстро и надёжно. А во-вторых, они играют важную роль в квантовых логических операциях, в том случае если все вовлечённые в операцию фотоны являются идентичными…

Источник: (рус, англ)