USA füüsikutel on õnnestunud siduda kaks aatomiiooni, mis on teineteisest meetri kaugusel. Süsteem, mis kasutab esimesena footoneid aatomite sidumiseks, võib saada teerajajaks kvantinfovõrkude rajamisel.
Erinevalt klassikalistest bittidest, mis omavad väärtust 0 või 1, võivad kvantbitid omandada väärtusi, mis on superpositsioon 0 ja 1 väärtustest. Lisaks saab kahte kvantbitti siduda selliselt, et mõõtes ühe väärtuse, saab teada ka teise oma.
Ideealis võiks kvantbittie salvestamiseks kasutada aatomeid, mis püsivad stabiilsed pikkade ajavahemike vältel, ning aatomite sidumiseks footoneid. Nüüd on Marylandi Ülikooli teadlane Chris Monroe koos kaastöölistega Michigani Ülikoolist näidanud, et kahe eraldiseisva aatomi poolt teineteise suunas kiiratud footonid võivad keskel kohtudes aatomid siduda.
Katse käigus paigutati kaks iooni teineteisest meetri kaugusele ja ergastati nad kõrgemale energiatasemele. Hetke pärast langevad ioonid tagasi ühele kahest eraldiseisvast energiatasemest ja kiirgavad footoni, mille sagedus näitab, millise energiatasemega on tegu. Footonid suunatakse fiiberoptilisse kiudu.
Kui footonitel on sama sagedus, siis nad interfereeruvad kohtumisel. Kui kiir uuesti kaheks jagatakse, saadakse küll teada aatomite olekud, kuid konkreetset olekut ei saa konkreetse aatomiga siduda. Seega jääb kaks võimalust ja ioonid on seotud.
Seotuse tõestamiseks uuriti ioone laseritega, lähtudes sellest, et sõltuvalt olekust helendavad nad erinevalt. Varem pole seotust nii suurel kaugusel saavutatud.
Paraku on praktiline kasutamine veel raske, sest seotuse tekkimise tõenäosus on vaid 10-9. Samuti tekib fiiberkius suur footonite kadu. Praegu otsitakse võimalust kasutada sellise sagedusega footoneid, mida oleks lihtsam üle kanda.
Koostas: Kaarel Piip
Allikas: Nature
physicsworld.com