Физиктер магнит өрістерінсіз жарық арқылы атомдарды «бағдарламалау» тәсілін тапты — кванттық коммуникациядағы серпіліс.
Вильнюс университетінің физика факультетінің зерттеушілер тобы кванттық жүйелерді басқару тәсілін түбегейлі өзгертетін теориялық модельді ұсынды. Әзірлеменің мәні — сыртқы магнит өрістерін қолданбай-ақ атомдарды жарық арқылы алдын ала «бағдарламалау». Бұл жаңалық кванттық құрылғылардың жаңа буынына негіз бола алады.
Модельдің негізінде оптикалық құйындар — толқындық фронттың спиральді құрылымы бар лазерлік шоқтар тұжырымдамасы жатыр. Мұндай шоқтың ортасында қарқындылық нөлге дейін төмендеп, «қараңғы өзек» пайда болады. Бұл аймақтың мөлшері топологиялық зарядпен анықталады, ол, авторлардың айтуынша, ешқандай шектеусіз және кез келген бүтін мәндерді — оң да, теріс те — қабылдай алады. Іс жүзінде бұл 10 000-ға дейін әртүрлі күйлерді генерациялау мүмкіндігін білдіреді.
Кубиттерден кудиттерге: ақпараттың жаңа өлшемі
Тәсілдің басты артықшылығы — дәстүрлі кубиттерден (екі деңгейлі жүйелер) кудиттерге — кванттық ақпараттың көп деңгейлі бірліктеріне көшу. Қарапайым «0» немесе «1» кодтауының орнына бір такт ішінде айтарлықтай көп көлемдегі деректерді өңдей алатын жүйені аламыз. Бұл кванттық есептеулердің жылдамдығы мен тиімділігіне тікелей әсер етеді.
Векторлық құйындарды басқару үшін ғалымдар шоқтың атомдары үш энергетикалық деңгейі бар атомдық газбен әрекеттесуін модельдеді. Бұл модельде дайындалған орта жарықтың кеңістіктік өрнегін «мұра етеді»: кейбір аймақтарда атомдар сәулеленуді қарқынды жұтады, басқаларында мөлдір дерлік болады. Кері байланыс пайда болады — атомдық жауап шоқтың өзін қайта құрылымдайды.
Нәтижесінде қарапайым сақиналы құрылымның орнына орталықтың айналасында бірнеше жарқын аймақтары бар күрделі жапырақша үлгісі қалыптасады, сонымен қатар поляризациялық құрылым да өзгереді. Бұрын мұндай бақылау үшін қуатты сыртқы магнит өрістері мен үлкен жабдық қажет болатын. Жаңа модель бұл қажеттілікті жояды.
Теориялық тұрғыдан әзірлеме жылдамырақ кванттық процессорларға, жоғары қорғалған кванттық байланыс желілеріне және аса дәл оптикалық датчиктерге жол ашады. Бұл жай эволюция емес — бұл кванттық бақылау саласындағы парадигманың өзгеруі.
Аналитик пікірі: Магнит өрістерінен бас тарту — бұл жай техникалық жеңілдету емес. Бұл кванттық жүйелерді масштабтау жолындағы басты кедергілердің бірін жою. Егер модель эксперименттік түрде расталса, алдағы жылдары кванттық байланыс пен сенсориканың дамуында күрт серпіліс көреміз.