Новый усилитель раздвигает границы квантовой физики

Если мощные квантовые компьютеры нового поколения достигнут своего потенциала, то они, безусловно, будут нуждаться в усилителях, способных к передаче слабых сигналов, состоящих из одного единственного фотона. Престижное научное издание Nature опубликовало результаты работы ученых Йельского университета, создавших усилитель, эффективность которого граничит с пределами законов квантовой физики.

Работа квантовых компьютеров, таких, например, как сотовые телефоны, зависит от сложных микроволновых усилителей, обеспечивающих точное восстановление передаваемой информации. Однако всем существующим усилителям присуща дефектность. Наиболее значимые дефекты продуцируют случайные помехи, которые заглушают сигнал. В квантовой механике принцип неопределенности Гейзенберга определяет, что незначительные помехи неизбежны вне зависимости от того, насколько мощным является усилитель.

Команде ученых из Йельского университета удалось создать новую модель практического усилителя на основе сверхпроводящих электрических цепей при сверхнизкой температуре. Это позволило приблизиться к идеальному лимиту минимального объема вносимого шума. Данный научный проект был осуществлен при финансовой поддержке Национального научного фонда, Агентства национальной безопасности США и Научно-исследовательского управления вооруженных сил США.