Oczywiście wszystko dzieje się tam na nieco innych zasadach, choć efekt końcowy jest podobny. Gdy kubity, czyli bity kwantowe, przenoszą informacje, ich stany kwantowe mogą ulec degradacji. Jest to określane mianem dekoherencji. Ostatecznie informacje zostają zakłócone, co oczywiście ma wpływ na to, jak funkcjonuje cały układ. Im więcej błędów, tym gorzej.
Czytaj też: Splątanie kwantowe pojawi się jeszcze szybciej. To stan, który brzmi jak z filmu science-fiction
Z tego względu naukowcy szukają sposobów na unikanie tych trudności i maksymalne możliwe ograniczanie zjawiska dekoherencji. O ile obecnie stosowane układy zawierają około 100 kubitów, tak zaawansowane komputery kwantowe zdolne do faktycznego działania i rewolucjonizowania różnych dziedzin będą potrzebowały takich kubitów w liczbie tysięcy, a być może nawet milionów czy miliardów.
Łącząc czujniki można byłoby osiągnąć ten cel, ale jak na razie brakuje technologii, które umożliwiałyby to w wydajny i bezproblemowy sposób. Kluczem do sukcesu mogą okazać się wzmacniacze kwantowe, które działają na podobnej zasadzie, co te klasyczne. Ich zadaniem jest dzielenie transmisji na mniejsze części. Każdy taki segment jest łatwiejszy w zarządzaniu, co prowadzi do ograniczania zakłóceń.
Wzmacniacz kwantowy może być kluczem do ograniczenia ryzyka występowania zakłóceń w czasie transmisji informacji kwantowych
Podstawę działania wzmacniaczy kwantowych stanowi zjawisko splątania kwantowego. Obejmuje ono co najmniej dwie cząsteczki, przy czym gdy zostaną one ze sobą splątane, to wpływając na jedną, odniesiemy się także do drugiej – bez względu na dzielący je dystans. To bardzo przydatne na przykład w kontekście komunikacji. Wzmacniacze kwantowe byłyby pomocne, ponieważ pozwalają na generowanie splątania kwantowego od końca do końca, a w konsekwencji: transmisję kubitów od końca do końca.
Jak to wygląda w praktyce? Wszystko zaczyna się od splątania dwóch kubitów i przesłania ich z osobna do dwóch różnych wzmacniaczy kwantowych. Te mogą je przejąć i przechowywać, a przedstawiciele MIT zaprezentowali przed trzema laty sposób na to, który wykorzystywał pojedynczy atom krzemu znajdujący się w diamencie.
Czytaj też: Czas płynie tylko w jedną stronę. Splątanie kwantowe umożliwia testowanie podróży w przeszłość
Łącząc dokonania różnych zespołów, współpracujący ze sobą badacze zaprezentowali interakcję kwantową z nanofotoniczną pamięcią kwantową za pośrednictwem światłowodu telekomunikacyjnego Wykorzystując wzmacniacz kwantowy wysłali fotony zakodowane stanami kwantowymi z laboratorium przez światłowód i połączyli je z krzemową pamięcią kwantową. Ta ostatnia odpowiadała za przesyłanie stanów kwantowych. Jak się okazało, osiągnięto rekordowo duży dystans transmisji oraz wysoką skuteczność, która wyniosła 87,5 procent. Integrując wiele takich pamięci kwantowych naukowcy chcieliby tworzyć całe sieci komunikacyjne.
