Российские физики нашли способ управлять парой аналогов кубитов
Специалисты из МФТИ, Российского квантового центра и их коллеги смоделировали управление двумя аналогами кубитов при помощи лазерных импульсов. В компьютерной модели им удалось достичь так называемой классической полевой запутанности между волновыми состояниями конденсатов. Подход может стать основой для аналоговых симуляторов, которые воспроизводят поведение сложных физических систем.
Ключевой элемент предложенной схемы — поляритонные конденсаты. Они возникают в полупроводниковом микрорезонаторе, когда свет сильно взаимодействует с экситонами, образуя квазичастицы с двойственной природой. Ученые выбрали два пространственно локализованных конденсата в соседних овальных ловушках, связанных туннельным переходом. В каждом из них поляритоны образуют области высокой плотности, напоминающие гантели, которые могут быть ориентированы по-разному. Эти два состояния условно обозначили как ноль и единица, а их наложение дало суперпозицию — аналог кубита.
В расчетах, выполненных в приближении среднего поля, специалисты использовали обобщенное уравнение Шредингера для двухуровневых систем, учитывая потери поляритонов и их поступление из отдельных резервуаров экситонов. Воздействие двух коротких световых импульсов создавало дополнительные экситонные облака, которые отталкивали поляритоны. Меняя положение световых пятен, исследователи изменяли соотношение состояний и разность фаз, добиваясь максимальной неразделимости совместного состояния двух конденсатов.
Степень неразделимости, которую называют классической полевой запутанностью, оценивалась параметром негативности. В модели этот показатель вырос от нуля до почти максимального значения 0,5. Это демонстрирует принципиальную возможность управлять не отдельными элементами, а их парами, что необходимо для будущих поляритонных симуляторов. Как отметила Стелла Кавокина из МФТИ, разработан подход к получению классически запутанного состояния двух поляритонных кубитов для платформы аналогового моделирования.
