Lo studio potrebbe gettare le basi per le future reti di comunicazione quantistica.
Un recente studio ha compiuto un nuovo passo in avanti per rendere più fattibile il calcolo quantistico. In una svolta, gli scienziati dell’Università di Chicago hanno inviato qubit attraverso un cavo di comunicazione. Il cavo collega un nodo di rete quantistica a un secondo nodo.
Inoltre, utilizzando lo stesso cavo, gli scienziati hanno amplificato uno stato entangled per intrecciare due qubit in ciascuno dei due nodi. I qubit entangled quindi si intrecciano con altri qubit nei nodi.
Il prof. Andrew Cleland, che ha guidato la ricerca, ha affermato: “Lo sviluppo di metodi che ci consentano di trasferire stati entangled sarà essenziale per scalare il calcolo quantistico“.
Per questo studio, gli scienziati hanno utilizzato qubit superconduttori, minuscoli circuiti criogenici che possono essere manipolati elettricamente. Il cavo che hanno usato era un cavo superconduttore lungo un metro.
Gli scienziati hanno quindi creato una configurazione sperimentale con tre qubit superconduttori in ciascuno dei due nodi.
Hanno collegato un qubit in ciascun nodo al cavo e quindi hanno inviato stati quantistici, sotto forma di fotoni a microonde, attraverso il cavo con una perdita di informazioni minima. La natura fragile degli stati quantistici rende questo processo piuttosto impegnativo.
Gli scienziati hanno anche sviluppato un sistema attraverso il quale potevano rendere l’intero processo di trasferimento, da nodo a cavo a nodo, più corto. Il processo richiede solo poche decine di nanosecondi (un nanosecondo è un miliardesimo di secondo). Ciò ha permesso loro di inviare stati quantistici entangled con una perdita di informazioni molto ridotta.
Utilizzando il sistema, gli scienziati sono stati anche in grado di amplificare l’entanglement dei qubit. Gli scienziati hanno utilizzato un qubit in ciascun nodo e li hanno intrecciati insieme inviando essenzialmente mezzo fotone attraverso il cavo. Hanno quindi esteso questo entanglement agli altri qubit in ciascun nodo. Al termine, tutti e sei i qubit in due nodi sono stati intrecciati in un unico stato di entangled globale.
In futuro, gli scienziati sperano di estendere il loro sistema a tre nodi successivi per costruire un entanglement a tre vie.
Cleland ha dichiarato: “Vogliamo dimostrare che i qubit superconduttori avranno un ruolo vitale in futuro“.
