Возможно, учёные стали на шаг ближе к телепортации. Исследователи успешно создали пары запутанных в спиновом поле электронов и продемонстрировали, что эти электроны остаются запутанными, даже когда они находятся на расстоянии друг от друга. Теоретически это может способствовать созданию футуристических квантовых сетей, работающих с помощью квантовой телепортации.
«Мы стремились продемонстрировать, что можно надёжно получать запутанные электроны», — сказал Рассел Дикон, один из исследователей, в пресс-релизе. «До сих пор исследователям удавалось создавать запутанные фотоны, поскольку фотоны чрезвычайно стабильны и не взаимодействуют с окружающей средой. Электроны, напротив, сильно зависят от окружающей среды. Мы решили попытаться показать, что электроны могут быть запутаны посредством своего спина — относительно стабильного свойства».
На самом деле учёные создали крошечное устройство размером всего в несколько сотен нанометров. Идея заключалась в том, чтобы взять куперовскую пару — пару электронов, которая обеспечивает свободное прохождение электрического тока в сверхпроводниках, — и заставить её при туннелировании через соединение между двумя сверхпроводящими выводами пройти через две отдельные «квантовые точки».
«Если бы мы могли обнаружить сверхпроводящий ток, это означало бы, что электроны, которые можно использовать в качестве квантовых битов — кубитов, или битов, используемых в квантовых вычислениях, — остаются запутанными, даже когда они разделены между квантовыми точками, — сказал Дикон. — Мы подтверждаем это разделение, измеряя сверхпроводящий ток, который возникает, когда электроны разделяются и снова объединяются во втором выводе».
Квантовые точки были выращены в случайных местах на полупроводниковом чипе. Затем этот чип был исследован с помощью атомно-силового микроскопа. В итоге учёные определили сотню подходящих точек и нашли две рабочие.
Измерив сверхпроводящий ток, учёные наглядно продемонстрировали, что спины электронов оставались запутанными, когда они проходили через отдельные квантовые точки.
«Это открытие очень важно, поскольку оно может в конечном счёте привести к разработке таких приложений, как квантовые сети и квантовая телепортация», — сказал Сего Таруча, руководитель лаборатории, в которой проводилась работа.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.