Autorzy badań piszą o nich na łamach Nature. Jak się okazuje, przedstawiciele Google Quantum AI skupili się na strukturze złożonej z 24 nadprzewodnikowych kubitów, które mogą utrzymywać fotony mikrofalowe. Stosując bramki kwantowe w odniesieniu do par sąsiednich kubitów, naukowcy byli w stanie skłonić fotony do przemieszczania się i oddziaływania z innymi.
Czytaj też: Kubity spinowe nową nadzieją dla fizyki kwantowej
Synchronizację fotonów można porównać do funkcjonowania chóru, w którym każda osoba bierze udział w wykonywaniu utworu. W tym przypadku każda możliwa ścieżka, którą może przebyć foton, warunkuje ogólną funkcję falową fotonu. Te początkowo skupione na sąsiednich stronach będą ewoluować w superpozycję wszystkich potencjalnych ścieżek danego fotonu.
Problem pojawia się, kiedy fotony zaczynają oddziaływać ze swoimi sąsiadami. Przeskakując mogą bowiem doświadczyć zmiany tempa akumulacji fazy, tracąc przy tym synchronizację. Idąc dalej, ścieżki, na których fotony się rozdzielają, prowadzą do destrukcyjnej interferencji. Stosując analogię chóru wyobraźmy sobie, że każdy jego członek zaczyna śpiewać we własnym tempie.
Spośród wszystkich możliwych konfiguracji tylko jedna umożliwia utrzymanie wszystkich fotonów w stanie związanym. Ich interakcja może z kolei doprowadzić do powstania stanu związanego, co dzieje się poprzez tłumienie wariantów, w których fotony nie są związane. W ramach dalszych badań naukowcy przeanalizowali korelacje między fotonami zmieniające się w czasie i przestrzeni. Obserwacje potwierdziły następnie cząsteczkową naturę stanów związanych.
Czytaj też: Superkomputer połączony z komputerem kwantowym. Czego możemy się spodziewać?
I choć stany związane świat nauki widział już w przeszłości, to można było przypuszczać, że dojdzie do ich rozpadu pośród chaosu. W rzeczywistości tak się jednak nie stało. Nie jest jeszcze jasne, skąd ta odporność na rozpad, choć jedną z potencjalnych przyczyn może być tzw. pretermalizacja. W dalszej przyszłości naukowcy chcieliby wykorzystać procesory kwantowe do dokonania kolejnych odkryć.
