Физики ускорили проверку фотонов для квантовых компьютеров

Более трех десятилетий стандартом в квантовой оптике оставался эксперимент Хонга — У — Мандела, использующий светоделитель для оценки идентичности двух фотонов. Метод надежен, но требует экспоненциального роста числа проверок при масштабировании систем: для десяти фотонов исследователям приходилось анализировать 45 пар, повторяя процедуру тысячи раз для накопления достоверной статистики.

Команда из Нидерландов добавила в установку второй светоделитель, создав конфигурацию для взаимодействия трех частиц. С помощью матрицы Фишера физики доказали, что такая схема математически оптимальна для извлечения информации о совпадении фотонов. Система обладает встроенной отказоустойчивостью: если один фотон теряется, установка автоматически переключается в стандартный двухфотонный режим, не прерывая рабочий процесс.

Разработанный метод применим для калибровки масштабных квантовых компьютеров, где счет идет на сотни частиц. Авторы исследования полагают, что в перспективе архитектуру можно масштабировать до четырех или пяти фотонов, превращая диагностику источников света из долгой рутины в оперативный этап подготовки квантовых вычислений.