Квантова интерференция, постигната на рекордно разстояние от 300 км

Международен екип от изследователи е разработил система, базирана на квантови точки за предаване

Експериментите показват, че това е ефективен и неразличим източник на единични фотони с ултра ниско ниво на шум, настройващо се еднофотонно честотно преобразуване и предаване върху дълги влакна с ниска дисперсия.Това е необходимо за създаването на твърдотелни квантови комуникационни мрежи.

Физиците създаваха единичнифотоните са квантови точки, детерминистично свързани с микрорезонатори. Устройството може да се настройва с помощта на резонанс. Спомнете си, че квантовите точки са частици от проводник или полупроводник, в които носителите на заряд (електрони или дупки) са пространствено ограничени във всичките три измерения. Такива устройства са достатъчно малки, обикновено само няколко нанометра, за да се проявят квантовите ефекти.

За да се елиминира нееднородността на квантовите точки иизмествайки дължината на вълната на радиацията в телекомуникационния диапазон, учените са използвали квантово честотно преобразуване. Експериментите показват, че при новия подход наблюдаваната видимост на смущения е до 93%, когато сигналът се предава по 302 km влакно.

Експериментална настройка. Изображение: Xiang You et al., Advanced Photonics

В класическите телекомуникации сигналите могат да бъдатусилвайте безшумно за предаване на дълги разстояния. Но квантовите състояния в суперпозиция не могат да бъдат усилени, защото не могат да бъдат перфектно клонирани, обясняват учените. Следователно, за да се създаде такава мрежа, са необходими не само квантови канали със свръхниски загуби и квантова памет, но и високопроизводителни квантови източници на светлина.

Квантовите точки са идеален кандидат засъздаване на масивни мрежи. Те осигуряват необходимите свойства на един източник на фотони, но през последните две десетилетия видимостта на квантовата интерференция между независими КТ рядко надвишава класическата граница от 50%, а максималните разстояния са достигали само няколко километра.

Нашата работа е надхвърлила предишното количествоексперименти на базата на QD в мащаби от около 1 km до 300 km, което е с два порядъка по-голямо и по този начин отваря вълнуваща перспектива за квантови мрежи в твърдо състояние.

Чао-Янг Лу, професор в Китайския университет за наука и технологии

Прочетете още:

Откриха гробницата на „акушерката на Исус“: учените разказаха какво са открили там

Днес учени от Земята ще ударят астероида с радиоимпулс

Назовани смартфони, на които WhatsApp ще спре да работи от 2023 г