Вчені Массачусетського технологічного інституту та Кембриджського університету створили та протестували революційний пристрій, який може забезпечувати швидкий та ефективний потік інформації у квантовому інтернеті майбутнього. Результати дослідження опубліковані у журналі Nature Photonics.
Пристрій є нанофотонним хвилеводом з алмазу, в якому деякі атоми вуглецю замінені атомами олова. Така структура дозволяє перешкоджати декогеренції, коли квантові властивості системи розпадаються через вплив із навколишнім середовищем, наприклад, з магнітними полями. При цьому кубити можуть продовжувати взаємодіяти з фотонами, які проходять через оптоволокно та несуть у собі інформацію.
Обидві вимоги були реалізовані шляхом спільної інтеграції в мікрочіплет двох різних типів кубітів, один з яких перебирає функцію збереження квантової інформації, а інший — її передачі. Кубіт, представлений спином електрона, добре взаємодіє з навколишнім середовищем, тоді як кубит із ядра олова цього робить.
Взаємодія між електронним та ядерним спинами призводить до виникнення надтонких енергетичних рівнів, що важливо для зберігання та обробки квантової інформації.
В експерименті пристрій був інтегрований з оптоволокном і успішно реєстрував до п’яти фотонів, що послідовно проходять. Таким чином, кілька мікрочіплетів можуть виступати як вузли, відкриваючи шлях для створення масштабних квантових мереж.
