Forum IT Moldova

Notificări
Șterge tot

Noile repetatoare cuantice ar putea permite un internet cuantic scalabil


Daniela
Postări: 187
Topic starter
(@daniela)
Membru
S-a alăturat: 3 ani în urmă

 

Noile repetatoare cuantice ar putea permite un internet cuantic scalabil

 

 

   Repetatoare cuantice care pot stoca semnale multiplexate; furnizează semnale vestite de încurcătură; și operează la lungimi de undă de telecomunicații au fost dezvoltate de două echipe independente de cercetare. Munca lor s-ar putea dovedi a fi un pas important către crearea unui internet cuantic scalabil.

   Dacă poate fi construit, un internet cuantic ar permite distribuirea calculelor între mai multe computere cuantice - permițând rezolvarea unor probleme mai mari și mai complexe. Un internet cuantic ar oferi, de asemenea, comunicații sigure, deoarece interceptarea schimbului de informații cuantice poate fi ușor identificată.

   Coloana vertebrală a unei astfel de rețele cuantice ar fi legăturile încurcate mecanic cuantic între diferite puncte de rețea, numite noduri. Cu toate acestea, crearea de legături încurcate pe distanțe mari la rate de date ridicate rămâne o provocare. O mare problemă este că informațiile cuantice degradează pe măsură ce sunt transmise, iar regulile mecanicii cuantice nu permit amplificarea semnalelor de către nodurile repetitive convenționale. Soluția ar putea fi repetatoarele cuantice, care pot amplifica semnalele cuantice, respectând în același timp fizica cuantică.

 

Memoria cuantică

   Acum, două grupuri independente de cercetare - una la Institutul de Științe Fotonice (ICFO) din Spania și cealaltă la Universitatea de Știință și Tehnologie din China (USTC) - au arătat cum amintirile cuantice (QM) oferă o cale către repetori cuantici practici.

   Abordările ambelor echipe folosesc surse de perechi de fotoni, unde un foton este stocat în QM, iar celălalt este folosit ca semnal pentru a anunța (sau confirma) încurcarea. Multiplexarea, prin stocarea mai multor semnale simultan folosind diferite lungimi de undă ale fotonilor, se realizează prin intermediul protocoalelor de frecvență atomică. Aceasta înseamnă că sistemele nu trebuie să aștepte un eveniment de vestire de succes înainte de a genera următoarea pereche încurcată. La fel de important este faptul că fotonii vestitori sunt la lungimi de undă ale telecomunicațiilor, făcând sistemele compatibile cu rețelele de telecomunicații existente și permițând crearea de încurcături pe distanțe mari folosind fibre optice.

   Sistemul ICFO folosește un QM care stochează fotoni în milioane de atomi, toți plasați aleatoriu în interiorul unui cristal dopat cu pământuri rare. Echipa folosește un set de fotoni la diferite lungimi de undă. Unul la 606 nm pentru stocare, unul la 1436 nm (lungimea de undă a telecomunicațiilor) pentru semnalizarea faptului că se realizează încurcarea. QM poate stoca semnalele de până la 25 µs, înainte de a elibera semnalele. Înțelegerea se realizează între două QM-uri prin stocarea unui singur foton într-o suprapunere peste cele două QM-uri plasate în laboratoare diferite, la 10 m distanță.

 

Spoiler
Realizare importantă

„Realizare importantă”

   Ronald Hanson de la Universitatea de Tehnologie Delft din Olanda este pozitiv în legătură cu realizările ambelor echipe: „Aceste rezultate pot fi considerate o realizare importantă în contextul specific al construirii repetorilor cuantici, către o transmisie îmbunătățită a comunicării cuantice pe distanțe mari. Pentru amintirile bazate pe ansambluri în stare solidă, acestea împing în mod semnificativ stadiul tehnicii. Cea mai importantă este combinația de funcționare la lungimile de undă ale telecomunicațiilor, semnale de anunțare a încurcării și capacitatea de multiplexare. Performanța îmbunătățită a amintirilor în viitor va permite o vestire completă, după cum este necesar pentru scalarea către sisteme de repetare cuantice utile. ”

   Rodney Van Meter de la Universitatea Keio din Japonia, de asemenea, laudă lucrarea: „Ambele echipe (deși diferite în detalii) au realizat fiecare ceva remarcabil: crearea a două perechi de fotoni încurcați, stocarea a doi fotoni în amintiri separate la o distanță distanță, aducând în același timp cei doi rămași împreună să efectueze o măsurare comună. Ulterior, cei doi fotoni stocați sunt eliberați acolo unde se măsoară încurcarea lor reușită. ” El adaugă că este încă un stadiu incipient și trebuie aduse îmbunătățiri semnificative: „Ratele de probă și probabilitățile de succes trebuie încă să apară, dar în fiecare zi, se pare, ne aduce un nou rezultat care ne apropie cu un pas mai mult de un internet cuantic practic. "

 

Distribuie: