Naukowcy z Uniwersytetu w Innsbrucku, pod kierownictwem Bena Lanyona, dokonali znaczącego postępu w dziedzinie sieci kwantowych. Udało im się pomyślnie splątać dziesięć indywidualnych kubitów z oddzielnymi fotonami, co stanowi skalowalne podejście do łączenia procesorów kwantowych.
Osiągnięcie to, opisane w czasopiśmie „Physical Review Letters” z 21 sierpnia 2025 roku, wykorzystuje łańcuch dziesięciu jonów wapnia w prototypowym komputerze kwantowym. Precyzyjna kontrola pól elektrycznych pozwoliła skierować każdy jon do wnęki optycznej, gdzie impuls laserowy wywołał emisję pojedynczego fotonu. W procesie tym polaryzacja fotonu została splątana ze stanem kwantowym powiązanego jonu, generując strumień fotonów, z których każdy był powiązany z odrębnym jonem-kubitem. Metoda ta osiągnęła średnią wierność splątania jon-foton na poziomie 92%, co podkreśla jej niezawodność i potencjał do skalowania.
Możliwość rozszerzenia tej techniki na większe rejestry, potencjalnie zawierające setki jonów, jest kluczowa dla tworzenia sieci łączących procesory kwantowe w różnych lokalizacjach. Badania, takie jak te prowadzone w MIT, wskazują, że skalowalna komunikacja między procesorami kwantowymi jest niezbędna do budowy niezawodnych, rozproszonych systemów obliczeń kwantowych, eliminując problemy z kumulacją błędów w tradycyjnych architekturach punkt-punkt.
Technologia ta ma również potencjał do ulepszenia optycznych zegarów atomowych. Połączenie tych zegarów za pośrednictwem sieci kwantowych może stworzyć globalny system pomiaru czasu o niespotykanej dotąd dokładności. Badania z Uniwersytetu Oksfordzkiego wykazały, że splątanie między zdalnymi zegarami atomowymi może znacząco poprawić ich precyzję pomiarową, zbliżając się do fundamentalnych limitów wyznaczonych przez teorię kwantową. Jest to kluczowe dla zastosowań takich jak pomiar zmienności stałych fundamentalnych w czasie i przestrzeni, geodezja czy poszukiwanie ciemnej materii.
Projekt „Quantum Austria”, wspierany przez Austriacki Fundusz Naukowy (FWF) oraz Unię Europejską, jest częścią szerszej inicjatywy mającej na celu wzmocnienie pozycji Austrii w dziedzinie badań i technologii kwantowych. Inwestycja ta, wynosząca 107 milionów euro do 2026 roku, podkreśla strategiczne znaczenie rozwoju kwantowego dla konkurencyjności Europy. Badania te stanowią kluczowy krok naprzód dla przyszłych technologii kwantowych, od bezpiecznej komunikacji po zaawansowane obliczenia i precyzyjne pomiary czasu.