Эта технология – один из самых многообещающих для реализации квантовых компьютеров.В эксперименте схема управлялась в режиме, где это больше не поглощает или испускает электромагнитные волны определенной частоты, как будто это скрылось бы под плащом-невидимкой – следовательно термин «темное государство». Затем при помощи последовательности тщательно обработанных микроволновых импульсов команда использовала темное государство, чтобы понять передачу населения от наземного энергетического уровня до второго энергетического уровня, не населяя первый энергетический уровень.
Сумма энергии, переданной в этом процессе, соответствует единственному микроволновому фотону с приблизительно той же самой частотой как те в мобильных телефонах или микроволновых печах. Это проверено квантовой томографией – метод восстановления волновой функции (в целом матрица плотности), применив вращения в абстрактном космосе кубита, сопровождаемом измерениями.
«Соответствие между экспериментальными данными и теоретической моделью довольно замечательно, и это вселяет нам веру, что мы понимаем то, что происходит, и мы можем управлять этой квантовой системой. Это демонстрирует, что трехуровневые системы (также названный qutrits) могут использоваться в квантовых процессорах вместо стандартных двухуровневых кубитов», говорит Антти Вепсалайнен, который осуществил эту технику и выполнил числовые моделирования.
И есть другой великолепный факт об эксперименте: чтобы выполнить передачу, исследователи использовали так называемую неинтуитивную последовательность, применив в начале пульс, который соединяет первый уровень со вторым уровнем и только через какое-то время пульсом, который соединяет уровень земли с первым уровнем.«Предположим, что Вы хотите путешествовать от Хельсинки до Нью-Йорка, и Вы должны изменить свой полет в Лондоне», объясняет Сорин Параоану. «Обычно Вы сначала полетели бы в самолете от Хельсинки до Лондона, затем ждали бы в течение некоторого времени в аэропорту в Лондоне, затем сели бы на самолет Лондон-Нью-Йорк. Но в квантовом мире, Вы были бы более обеспеченной посадкой на самолет от Хельсинки до Лондона когда-то после полета, который снял Лондон-Нью-Йорк. Вы не проведете времени в Лондоне, и Вы прибудете в нью-йоркское право в то время, когда самолет от Hesinki приземляется в Лондоне».
Это ошеломляющее, но эксперимент показывает, что это действительно происходит.Помимо уместности для квантового вычисления, результат также имеет глубоко концептуальные последствия. Большая часть нашего понимания действительности основана на так называемом принципе непрерывности: идея, что влияния размножаются отсюда дотуда, проходя весь промежуток мест. Реальные объекты не просто не появляются где-нибудь ни от чего.
Но эксперимент, кажется, бросает вызов этому. Как на большой демонстрации волшебства, квантовая физика позволяет вещам осуществиться тут и там, по-видимому откуда ни возьмись.
Команда хотела бы признать превосходную научную окружающую среду, созданную в Низкой Температурной Лаборатории (часть OtaNano) в Отделе Прикладной Физики.