Новая технология удлиняет квантовые связи ^{CEFR B2}

Новое теоретическое исследование от группы Университета Чикаго показывает реальную возможность значительно удлинить квантовые связи по оптоволокну, что важно для создания квантового интернета. В статье в Nature Communications Tian Zhong оценивает, что соединения между квантовыми компьютерами могут достигать 2,000 km (1,243 миль), тогда как ранее предел составлял всего несколько километров.

Прорыв объясняется улучшением времени когерентности ионов эрбия: команда повысила его с 0.1 мс до более чем 10 мс, а в одном эксперименте зарегистрировала 24 мс. По теории такое увеличение способно расширить дальность до 4,000 km — расстояния от UChicago PME до Ocaña, Colombia.

Важно, что улучшение достигнуто не за счёт новых веществ, а благодаря другой технологии изготовления кристаллов. Вместо традиционного метода Чохральского, при котором компоненты расплавляют при более чем 2,000 градусов Цельсия, исследователи применили молекулярно‑лучевую эпитаксию (MBE), которая формирует кристалл послойно и даёт очень высокую чистоту и лучшие квантовые свойства. В работе участвовал также ассистент‑профессор Shuolong Yang.

Внешние эксперты, в частности Hugues de Riedmatten из Института фотонных наук, оценили подход как «высокоинновационный» и отметили, что он даёт масштабируемый путь к производству множества сетевых кубитов в устройстве, совместимом с оптоволокном. Следующие шаги будут экспериментальными: Zhong планирует связать два кубита в отдельных холодильниках разбавления через 1,000 km смотанного кабеля и построить третий холодильник, чтобы смоделировать будущую дальнюю связь.