Минус на минус дает плюс. Ученые нашли способ заставить квантовый шум уничтожать самого себя
NewsMakerТеперь шум помогает квантовым компьютерам работать точнее.
Свет считается идеальным носителем информации, но даже он создаёт помехи в квантовом мире. Исследователи из Университета Айовы нашли способ «очистить» фотоны, что может устранить одно из главных препятствий на пути к более быстрым квантовым компьютерам и защищённым сетям связи.
Одиночные фотоны — основа фотонных квантовых систем. В отличие от классических битов, которые переключаются между единицей и нулём, квантовые системы используют кубиты — часто это отдельные частицы света — для обработки и передачи информации. Однако генерировать фотоны строго по одному, без лишних или дублирующихся частиц, оказалось невероятно сложно.
Прогресс тормозят две проблемы. Первая — рассеяние лазера: когда лазер возбуждает атом, он непреднамеренно порождает лишние фотоны. Вторая возникает, когда атомы испускают сразу несколько фотонов, нарушая упорядоченный поток, необходимый для точности квантовых вычислений.
Вместо того чтобы бороться с каждым эффектом по отдельности, команда из Айовы применила неожиданный подход: заставить шум гасить сам себя. Теоретические расчёты показали, что нежелательные фотоны от рассеяния лазера и многофотонной эмиссии имеют практически идентичные характеристики длины волны и формы сигнала. Если точно настроить параметры лазера, два источника помех взаимно уничтожаются, оставляя гораздо более чистый поток фотонов.
Свет считается идеальным носителем информации, но даже он создаёт помехи в квантовом мире. Исследователи из Университета Айовы нашли способ «очистить» фотоны, что может устранить одно из главных препятствий на пути к более быстрым квантовым компьютерам и защищённым сетям связи.
Одиночные фотоны — основа фотонных квантовых систем. В отличие от классических битов, которые переключаются между единицей и нулём, квантовые системы используют кубиты — часто это отдельные частицы света — для обработки и передачи информации. Однако генерировать фотоны строго по одному, без лишних или дублирующихся частиц, оказалось невероятно сложно.
Прогресс тормозят две проблемы. Первая — рассеяние лазера: когда лазер возбуждает атом, он непреднамеренно порождает лишние фотоны. Вторая возникает, когда атомы испускают сразу несколько фотонов, нарушая упорядоченный поток, необходимый для точности квантовых вычислений.
Вместо того чтобы бороться с каждым эффектом по отдельности, команда из Айовы применила неожиданный подход: заставить шум гасить сам себя. Теоретические расчёты показали, что нежелательные фотоны от рассеяния лазера и многофотонной эмиссии имеют практически идентичные характеристики длины волны и формы сигнала. Если точно настроить параметры лазера, два источника помех взаимно уничтожаются, оставляя гораздо более чистый поток фотонов.