Ученые разработали длиннейшую рабочую квантовую связь в мире

Недавно стало известно, что ученые из Швейцарской высшей технической школы Цюриха сумели разработать микроволновую квантовую связь длиной в 5 метров. Центром разработки стала лаборатория квантовых устройств профессора Андреаса Уолларафа. Но вместо запланированного ежегодного собрания Американского физического общества в Денвере ученые организовали демонстрацию онлайн.

Для справки: чтобы создать мощный квантовый компьютер в будущем, потребуется объединить ряд компьютеров меньшей мощности. Но из-за особенностей (работы с состоянием суперпозиции) связь между ними тоже должна быть квантовой.

Уже сейчас существуют компьютеры с десятками тысяч кубитов (квантовых битов), и пока это – предел. Одна из причин – потребность в охлаждении до температур, близких к абсолютному нулю (-273 градуса по Цельсию).

Задача исследователей состояла в объединении двух сверхпроводящих квантовых микросхем для получения возможностей обмена состояниями суперпозиции с наименьшей декогерентностью (процесс нарушения связи при воздействии внешних сил). Это возможно за счет микроволновых фотонов, передающихся между генераторами. Между ними расположен волновод – охлажденная до предела металлическая полость в несколько сантиметров шириной.

Каждая из микросхем несколько дней хранится в криостате при температуре в несколько сотых градуса выше абсолютного нуля. Для этого волновод, создающий квантовую связь, снабжается оболочкой из многослойной меди. Каждый слой меди – это теплозащитный экран. Их общая масса – несколько сотен килограмм.

Исследователям удалось доказать, что квантовую связь можно использовать для передачи квантовых данными между чипами. Также команда Уоллраффа экспериментирует с более длинными квантовыми путями.