Група вчених з Центру матеріалознавства інституту RIKEN, спільно з ученими з деяких інших японських наукових установ, розробила технологію, що дозволяє зробити пари заплутаних електронів, що мають загальний спін, напрямок їх обертання. Крім цього, вчені продемонстрували, що квантова заплутаність продовжує діяти, коли електрони рухаються по різним шляхам і проходять по різним елементам напівпровідникового чіпа. Така технологія в майбутньому може стати основою нового типу електронних квантових мереж, що дозволяють обмінюватися інформацією між квантовими бітами, кубітами квантового комп’ютера за допомогою явища квантової телепортації в межах одного чіпа.Здатність створювати заплутані пари електронів, відомих, як пари Ейнштейна-Подільського-Розена, давно була метою багатьох дослідників, що працюють в напрямку квантових обчислень. «Тепер ми продемонстрували, що у нас є можливість достовірно проводити такі пари. При цьому, створений процес повністю керований, і ми можемо зробити стільки пар, скільки нам необхідно в кожний конкретний момент часу» — розповідає Рассел Дікон (Russell Deacon), — «До останнього часу вченим вдалося домогтися подібного лише щодо створення пар заплутаних фотонів, які самі по собі надзвичайно стабільні і не піддаються сильному впливу навколишнього середовища. Електрони, на відміну від фотонів, дуже сильно реагують навіть на самі незначні зміни в їх оточенні, і єдиною квантовою характеристикою, за якою їх можна заплутати, є їх обертання, як найбільш стійкий параметр».
Для створення пар заплутаних електронів групі Дікона довелося виготовити спеціальний крихітний пристрій, розмір якого становить кілька сотень нанометрів. В якості вихідного матеріалу береться пара електронів, звана куперовскою парою, за рахунок утворення яких електричний струм може протікати в надпровідниках не зустрічаючи ніякого опору. Куперовска пара розділяється за допомогою явища квантового тунелювання і кожен з електронів куперовской пари проходить через окрему квантову точку, мікроскопічний кристал з певними квантовими властивостями. Такий розкол пари не порушує заплутаності електронів, кожен з яких можна направити по своєму власному шляху.Безліч кристалів квантових точок, кожна з яких має розміри близько 100 нанометрів, були вирощені прямо на поверхні напівпровідникового чіпа. За допомогою атомно-силового мікроскопа вчені ретельно досліджували поверхню чіпа, поки не було виявлено пари точок, розташованих досить близько для того, щоб працювати в якості «розщіплювача» куперовських електронних пар. «Ми переглянули тисячі точок і ідентифікували всього сотню, які відповідали нашим вимогам», — розповідає Рассел Дікон, — «З цього всього ми зробили двадцять пристроїв-розщеплювачів, з яких працездатними виявилися лише два».Вимірюючи струм, що протікає по надпровіднику, вчені змогли визначити, що напрямок обертання електронів залишився заплутаною квантової характеристикою електронів, що проходять через квантові точки. «Тепер, коли ми впевнилися в тому, що електрони залишаються надійно заплутаними, ми розпочнемо роботу зі створення більш складного пристрою, в якому будуть створюватися електронні пари, за допомогою яких можна буде телепортувати стан кубітів з одного місця чіпа в інше, що в майбутньому стане однією з основних операцій, які виконуються в надрах квантових процесорів» — розповів Рассел Дікон.