Ученые из университета Инсбрука (University of Innsbruck) сообщили о том, что им удалось разработать новый высокоэффективный и перестраиваемый интерфейс для квантовых сетей будущего. Такой интерфейс необходим для передачи информации от квантовых процессоров к фотонам света, которые будут выполнять роль "транспорта", переносящего информацию из одной точки в другую. В будущих квантовых сетях фотоны будут передаваться традиционным способом, через оптоволокно, а принимать информацию будут регистры данных, составленные из квантовых точек или ионов.

Ученые "поймали" единственный ион кальция в так называемой ловушке Пола, которая была размещена между двумя параллельными зеркалами, имеющими очень высокий коэффициент отражения света. Возбудив ион кальция с помощью лазера, ученые добились того, что ион воспроизвел фотон света, который был запутан на квантовом уровне с ионом-родителем. Фотон, отражаясь от зеркал, совершает колебательные движения, взаимодействуя с ионом кальция, что позволяет получить более качественное квантовое "запутывание" этих двух частиц и четок "установить" начальное квантовое состояние обоих частиц.

После совершения приблизительно 25 тысяч колебаний полученный фотон света попадает в оптоволокно и может служить для передачи квантовой информации. Регулируя длину волны и мощность света лазера, ученым удалось с высокой точностью регулировать уровень квантовой запутанности иона кальция и фотона света.

"У нашей технологии есть два больших преимущества по сравнению с другими методами получения квантовой запутанности ионов вещества и фотонов света" - рассказывает Трейси Нортуп (Tracy Northup), ученая из университетского Института экспериментальной физики. - "Мы производим запутанные фотоны с весьма высокой эффективностью, которая теоретически может достигать значения в 99 процентов. Но самое главное это то, что наша установка позволяет точно задать начальное квантовое состояние запутанных частиц, иона кальция и фотона".