Исследователи из Шэньчжэньского международного института квантовых наук и инженерии под руководством Таня Дяня при поддержке Китайской академии наук реализовали передачу многомодовых запутанных состояний фононов. Эксперимент проводился на базе двумерного гибридного квантового чипа, объединяющего высокочастотные акустические резонаторы (HBAR) и сверхпроводящие кубиты.
Команда подготовила двух-, четырех- и шестимодовые запутанные состояния с уровнями точности 0,912, 0,790 и 0,570 соответственно. Также была продемонстрирована передача двух- и четырехмодовых состояний между двумя независимыми резонаторами HBAR с точностью 0,785 и 0,601. Ранее подобные задачи в системах с механическими осцилляторами считались трудновыполнимыми.
В отличие от традиционных архитектур с трехмерными микроволновыми полостями, новая схема интегрирует HBAR и кубиты на одном чипе. Это решение устраняет инженерные ограничения по пространству и позволяет распределять квантовые ресурсы между узлами сети. Для анализа состояний ученые применили метод томографии с мультиплексированием, используя всего два кубита.
Результаты работы, опубликованные 15 октября в журнале Science, открывают путь к созданию масштабируемых квантовых сетей на основе фононов. Предложенная архитектура позволяет наращивать количество резонаторов и кубитов, что обеспечивает основу для разработки будущих распределенных систем квантовых вычислений и обработки информации.
