Изследователи от Оксфордския университет във Великобритания са телепортирали данни между два квантови компютъра за първи път в историята, отбелязвайки пробив в компютърните науки.
 
Това явление би могло да позволи на различни квантови компютри да обменят информация и настройки безжично. Пълното проучване е публикувано в списание Nature.

Квантовите компютри могат да изпълняват задачи многократно по-бързо от най-бързите електронни, благодарение на факта, че квантовите частици (кубитове) могат да бъдат в няколко състояния едновременно, а не само в едно или нула. Колкото повече кубити обаче съдържа една машина, толкова по-трудно е да се поддържа стабилна и подредена работа. Най-малкото влияние на околната среда може да извади частиците от крехкото им състояние на суперпозиция и поради това цялата система се нарушава.

За да предотвратят това, учените са опитали екраниране, коригиране на грешки, дори подреждане на кубити един върху друг, но стабилността все още е проблем. В новото проучване екип, ръководен от Дугъл Мейн, е предприел различен подход - разпределил е работното натоварване между множество малки процесори и е използвал квантова телепортация, за да ги комбинира в реално време.

„Телепортацията“ в този случай не означава преместване на материята през пространството, а прехвърляне на състоянието на суперпозиция на един кубит към друг на известно разстояние, използвайки заплитане и бърз изблик на двоични данни. Това затруднява унищожаването на системата, тъй като приемащата страна просто пренарежда своя кубит, за да отразява оригинала, и продължава изчисленията.

Последният експеримент използва двойка „мрежови“ кубити – атоми, оптимизирани за изпращане и получаване на оптични сигнали – и двойка „верижни“ кубити, предназначени за обработка на данни. Телепортацията първо свързва мрежовите кубити; след това заплетената комуникация позволява на верижните кубити да действат така, сякаш споделят един и същ чип.

Изследователите успяха да създадат работещ логически порт между два отделни квантови чипа, разположени на около два метра един от друг. Това може да не изглежда като огромно разстояние, но дори това разстояние позволява на инженерите да правят подобрения, ремонти или да инсталират изцяло нов хардуер, без да се налага да отварят фризер с размерите на шкаф (квантовите компютри в момента работят само при много ниски температури).

Комбинирането на процесори значително намалява вероятността от грешки. Устройството на екипа е преплело два итербиеви йона, е задействало необходимите класически битове и е пресъздало спиновото състояние на другия кубит с 86% точност. Тази точност е надвишила прага за основен логически портал, така че изследователите са изпълнили компактна версия на алгоритъма за търсене на Гроувър. Разпределеният портал е връщал правилния отговор в 71% от случаите, което не е зле за прототип.

Групата не се спря само на един гейт. Те изпълниха SWAP и iSWAP операции, градящи блокове за по-сложни схеми, без да преместват йони от капаните. Всеки успех допълнително подкопаваше идеята, че разстоянието вреди на производителността.

„Чрез свързване на модули чрез фотонни връзки, нашата система получава ценна гъвкавост, позволявайки модулите да бъдат надграждани или подменяни, без да се нарушава цялата архитектура“, коментира Дъглас Мейн.

Инженерите ще трябва да подобрят точността, да добавят повече кюбитове на модул и да автоматизират създаването на чисти заплетени двойки. Екипът от Оксфорд отбелязва, че дори малко увеличение на броя на кюбитовете ще позволи на протоколите за почистване да премахнат шума, което ще увеличи вероятността той да премине успешно през портите. Технологията би могла в крайна сметка да даде възможност за квантов интернет, където бързи компютри, сензори, симулатори и криптиращи възли биха могли да комуникират между градове или дори континенти.