Щоб ефективно використовувати квантовий комп’ютер, для виконання обчислювальних операцій потрібна більша кількість спеціально підготовлених (заплутаних) базових будівельних блоків. Група фізиків з Інституту квантової оптики імені Макса Планка в Гархінгу вперше продемонструвала це завдання за допомогою фотонів, які випускають один атом.
Наслідуючи нову техніку, дослідники створили до 14 заплутаних фотонів в оптичному резонаторі, які можуть бути цілеспрямовано і дуже ефективно підготовлені в певні квантові фізичні стани. Новий метод може полегшити створення потужних і надійних квантових комп’ютерів, і навіть послужити безпечної передачі у майбутньому.
“Хитрість цього експерименту полягала в тому, що ми використовували один атом для випромінювання фотонів та їхнього переплетення дуже специфічним чином“, – кажуть автори роботи. Для цього дослідники помістили атом рубідію в центр оптичної порожнини – свого роду ехокамери для електромагнітних хвиль. З допомогою лазерного випромінювання певної частоти можна було точно керувати станом атома. Використовуючи додатковий імпульс, дослідники також спеціально викликали випромінювання фотона, який заплутався в квантовому стані атома.
У проміжках атомом маніпулювали певним чином. Таким чином, вдалося створити ланцюжок із 14 частинок світла, які були сплутані один з одним обертанням атома та приведені у потрібний стан.