Созданный элемент контролируемого отрицания функционирует следующим образом: на первый вход подается управляющий кубит, а на второй — управляемый; если управляющий кубит находится в состоянии «1», над управляемым проводится операция отрицания. В противном случае кубиты подаются на выход без изменений. На физическом уровне состояние кубитов определяется направлением поляризации фотонов.

Источником фотонов послужил титан-сапфировый лазер, а для их регистрации на выходе применялись кремниевые лавинные фотодиоды. По словам исследователей, надежность работы системы составила около 90 процентов. «Путем несложных расчетов мы установили, что в возникновении основной массы ошибок виноват источник фотонов; логический же элемент функционирует очень точно», — добавляет один из авторов работы профессор Джереми О’Брайен (Jeremy O’Brien) из Бристольского университета.

По мнению ученых, подобные оптоволоконные логические вентили могут найти применение как на практике (при создании квантовых компьютеров), так и в фундаментальных исследованиях в области квантовой оптики.

Полная версия отчета исследователей опубликована в журнале Physical Review A; текст чернового варианта статьи можно скачать с сайта arXiv.

Подготовлено по материалам Бристольского университета.