«Запутывание протонов ранее наблюдалось в молекулярном водороде и играет важную роль в различных научных дисциплинах», - сказал профессор Такахиро Мацумото. «Однако запутанное состояние было обнаружено только в газовой или жидкой фазах. Теперь мы обнаружили квантовую запутанность на твердой поверхности, которая может заложить основу для будущих квантовых технологий ».
Запутанные состояния были обнаружены с помощью поверхностной колебательной динамики нанокристаллического кремния с помощью спектроскопии неупругого рассеяния нейтронов.
По сравнению с запутыванием протонов в молекулярном водороде, запутанность имеет «огромную разницу в энергии» между своими состояниями, согласно университету, что предполагает долгую жизнь и стабильность, необходимые для пригодных для использования кубитов. Стабильность такова, что команда говорит о компьютерах с миллионом кубитов, по сравнению с ~ 100 сегодня, а также о телепортации атомов (H1 → H4 в диаграмма).
Сообщаемая разница между основным спиновым синглетным состоянием и возбужденным спиновым триплетным состоянием составляет 113 мэВ.
«Это может изменить правила игры в квантовых вычислениях в отношении хранения, обработки и передачи данных», - сказал Мацумото.
Команда продолжила моделирование теоретического каскадного перехода пар запутанных фотонов терагерцового диапазона с использованием запутанности протонов.
Городской университет Нагоя сотрудничал с Университетом Тюо, Японским агентством по атомной энергии и Японской организацией по исследованию ускорителей высоких энергий (KEK).
Работа описана в «Квантовой запутанности протонов на поверхности нанокристаллического кремния», опубликованной в Physical Review B (для доступа к полной статье требуется оплата).