Wissenschaft

Die weltweit erste 18-Qubit-Verschränkung wurde von einem Team chinesischer Wissenschaftler demonstriert.

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die weltweit erste 18-Qubit-Verschränkung . Ein Qubit oder ein Quantenbit ist die Grundeinheit der Quanteninformation. Es ist das Quantengegenstück zum klassischen Binärbit. Die Qubit-Verschränkung ist ein Merkmal von Qubits, das differenziert.

Quantencomputer von klassischen Computern. Verschränkte Qubits können unabhängig von ihrem Standort eine Korrelation auf hoher Ebene aufweisen, sodass Quantencomputer Aufgaben ausführen können, die klassische Computer nicht ausführen können. Die Erhöhung der Anzahl verschränkter Partikel ist ein wichtiger Meilenstein für die Verarbeitung von Quanteninformationen.

Demonstration öffnet Türen für weitere Forschung

Der Durchbruch wurde in einer aktuellen Ausgabe von veröffentlicht.

Physical Review Letters von den Physikern Xi-Lin Wang und Mitautoren der Universität für Wissenschaft und Technologie in China. "Unsere Arbeit berichtet über eine 18-Qubit-Verschränkung, die einen effektiven Hilbert-Raum auf 262.144 Dimensionen erweitert die bisher größte und die volle Kontrolle über dreiFreiheitsgrade von sechs einzelnen Photonen, einschließlich ihrer Wege, Polarisation und ihres Drehimpulses, " erzählt Mitautor Chao-Yang Lu. "Dies stellt die bislang größte Verschränkung dar. Das Verwickeln einer immer größeren Anzahl von Qubits ist nicht nur von grundlegendem Interesse dh das Verschieben der physikalischen Grenze, falls vorhanden, um beispielsweise die Grenze zwischen Quanten und Klassik zu untersuchen. Aber wahrscheinlich wichtiger ist auch, dass das Verwickeln einer großen Anzahl von Qubits die zentrale Aufgabe bei der Quantenberechnung ist. "

Experimentelle Methoden zahlen sich aus

Es gibt im Allgemeinen zwei Möglichkeiten, die Anzahl der effektiven Qubits in einem verschränkten Zustand zu erhöhen. Die erste besteht darin, mehr Partikel zu verwenden, die zweite darin, die zusätzlichen Freiheitsgrade DoFs der Partikel auszunutzen.

Das Überschreiten von zwei DoFs stellt enorme technologische Herausforderungen dar. In diesem Fall konnten die Physiker jedoch eine skalierbare Hyperverschränkung erzeugen und einen 18-Qubit-Verschränkungszustand aus sechs Photonen mit drei DoFs erzeugen.

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"Das Steuern mehrerer DoFs ist schwierig, da es notwendig ist, einen zu berühren, ohne einen anderen zu stören", Lu

erklärt. "Um dies zu lösen, entwickeln wir Methoden für reversible Quantenlogikoperationen zwischen den verschiedenen DoFs des Photons mit Präzision und Effizienz nahe der Einheit. Entdeckung bietet die Möglichkeit zur Quantenteleportation

"Wir glauben, dass unsere Arbeit eine neue und vielseitige Plattform für die Verarbeitung von Mehrphotonen-Quanteninformationen mit mehreren DoFs schafft."

Industrie

Erster Entwurf für modulare Quantencomputer vorgestellt

Das Team glaubt, dass ihre Errungenschaften Türen zu bisher beispiellosen Forschungsbereichen öffnen werden, einschließlich der Realisierung neuer Codes für das Quantencomputing, der Erforschung der Quantenteleportation hochdimensionaler Quantenzustände und der Ermöglichung extremerer Verstöße gegen den lokalen Realismus.

"Unsere Arbeit hat eine neue Plattform für die optische Quanteninformationsverarbeitung mit mehreren DoFs geschaffen", sagte Lu. "Die Fähigkeit, 18 Qubits kohärent zu steuern, ermöglicht den experimentellen Zugriff auf bisher unerforschte Regime, zum Beispiel die Realisierung des Oberflächencodes und desRaussendorf-Harrington-Goyal-Code zur Quantenfehlerkorrektur und Teleportation von drei DoFs eines einzelnen Photons. "

Via :

Phys.org Werbung

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