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Andreas Reiserer1, Norbert Kalb1, Gerhard Rempe1

  • 1Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Hans-Kopfermann-Strasse 1, 85748 Garching, Germany.

Nature
|April 11, 2014
PubMed
Resumen

Los investigadores desarrollaron una puerta cuántica determinista que une átomos y fotones atrapados. Este avance avanza en la comunicación y la computación cuántica al permitir un robusto entrelazamiento entre la materia y los qubits de luz para redes cuánticas escalables.

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Área de la Ciencia:

  • Ciencias de la información cuántica Ciencias de la información cuántica.
  • La óptica cuántica es una óptica cuántica.
  • Física atómica es la física atómica.

Sus antecedentes:

  • La tecnología cuántica promete funcionalidades más allá de los dispositivos clásicos.
  • La comunicación cuántica y la computación se enfrentan a desafíos de escalabilidad.
  • Los sistemas cuánticos híbridos con qubits de luz y materia ofrecen soluciones.

Objetivo del estudio:

  • Desarrollar una robusta puerta de dos qubits para vincular sistemas cuánticos distantes.
  • Para permitir la comunicación y la computación cuántica escalables.
  • Para demostrar una puerta cuántica de materia ligera determinista.

Principales métodos:

  • Utilizó un solo átomo atrapado y un fotón óptico.
  • Empleó una cavidad para un fuerte acoplamiento de materia ligera.
  • Implementó un mecanismo de puerta basado en la reflexión de fotones.

Principales resultados:

  • Demostró una puerta cuántica determinista entre el giro de un átomo y la polarización de un fotón.
  • Se crearon estados entrelazados que incluyen átomo-fotón, átomo-fotón-fotón y fotón-fotón.
  • Mostró la aplicabilidad de la puerta a varios qubits de materia.

Conclusiones:

  • La puerta cuántica desarrollada es robusta y determinista.
  • Este trabajo es crucial para la computación y la comunicación cuántica escalables.
  • Las aplicaciones potenciales incluyen la generación de estados de clúster y la habilitación de mediciones fotónicas del estado de Bell.