Новое открытие позволит квантовым компьютерам соединяться на расстоянии до 2000 километров.

До сих пор квантовые компьютеры не могли быть объединены в сеть. Они могут быть связаны друг с другом на расстоянии не более нескольких километров. Благодаря новому подходу американских исследователей идея глобального квантового интернета кажется более достижимой — решение позволяет квантовым компьютерам обмениваться данными на расстоянии до 2000 километров.

Создание высокоскоростной сети квантовых компьютеров предполагает соединение узлов посредством оптического кабеля, по которому будут перемещаться атомы, находящиеся в состоянии квантовой запутанности. Чем дольше запутанные атомы остаются когерентными, тем на большем расстоянии квантовые компьютеры могут общаться друг с другом.

Группа ученых из Чикагского института инженеров по электротехнике и электронике увеличила время квантовой когерентности отдельных атомов эрбия с 0,1 миллисекунды до более чем 10 миллисекунд. В одном из экспериментов время когерентности достигло 24 мс — теоретически этого было бы достаточно, чтобы протянуть кабель на 4000 км.

Инновация заключается не в использовании каких-то новых материалов, а в создании старых материалов по-новому, пишет EurekAlert. Исследователи использовали метод молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ), а не традиционный метод Чохральского, чтобы создать кристаллы редкоземельных элементов, необходимые для состояния перепутанности.

Если метод Чохральского можно сравнить с процессом плавления и последующего химического «вырезания» всех лишних частей кристалла, то MBE больше напоминает 3D-печать: кристалл нужной формы выращивается слой за слоем путем распыления.

«Мы начинаем с нуля, а затем собираем устройство атом за атомом», — сказал Чжун Тянь, руководитель исследовательской группы. «Качество и чистота этого материала настолько высоки, что квантовая когерентность атомов просто невероятна».

Теперь ученые проверят, действительно ли увеличенное время когерентности позволит квантовым компьютерам соединяться на больших расстояниях.