Šifrování dat způsobem, který zajišťuje bezpečnou komunikaci, je stále častější
Kvantové provázání - kvantová mechanikajev, ve kterém jsou kvantové stavy dvou nebo více objektů vzájemně závislé. To znamená, že v kvantové síti jsou stacionární qubity sítě zapleteny do komunikačního kanálu, který se obvykle skládá z fotonů (světelných částic). Fyzici z univerzity v Bonnu poprvé prokázali kvantové zapletení mezi stacionárním qubitem (dvoustavový kvantový systém) a fotonem přímo spojeným s optickým vláknem (foton optického rezonátoru). Výsledky studie publikuje časopis npj Kvantové informace.
Kvantové systémy jsou součástí technologie budoucnosti.Když jsou nosiče kvantové informace (kvantové uzly) propojeny kvantovými kanály, vytvoří se kvantová síť. Od roku 2009 vědci z univerzity v Bonnu pracují na implementaci uzlu kvantové sítě, ve kterém je samostatný iont ve formě paměťového qubitu připojen k optickému rezonátoru jako rozhraní mezi světlem a hmotou.
Pro distribuci kvantové informace vsítě stacionární síťové qubits musí být připojeny ke komunikačnímu kanálu. Problém je v tom, že kvantový stav nelze kopírovat a přenášet klasickým způsobem. Jako komunikační kanál se obvykle používají fotony, které se obtížně ukládají, ale umožňují rychlý přenos informací. Implementace účinných rozhraní mezi fotony a stacionárními qubits je zásadní pro rychlost přenosu informací a škálovatelnost kvantové sítě.
V jejich experimentálním uspořádání, vědcirealizoval zvláštní rozhraní mezi světlem a hmotou. Fyzici k tomu použili optický rezonátor sestávající ze dvou protilehlých zrcadel na koncích dvou světlovodů. Vědci také odstranili část optického vlákna pomocí laserového pulsu a poté jeho konce potáhli reflexním povlakem.
Konstrukce a kombinace takového rezonátoru sjeden je experimentální problém. Vlákna a iont musí být umístěny s relativní přesností přibližně jeden mikrometr vůči sobě. Malý objem dutiny však zvyšuje interakci světla s hmotou. To poskytuje velkou šířku pásma pro distribuci kvantových informací po síti. Další výhodou je, že dutina vlákna vede k vnitřnímu spojení fotonů s optickými vlákny. To výrazně zjednodušuje jejich distribuci na webu.
S experimentálním nastavenímvědci jako první prokázali kvantové zapletení mezi stacionárním qubitem a fotonem v rezonátoru z optických vláken. Všimli si, že i ve vzdálenosti jeden a půl metru sdílí jediný iont a foton společný zapletený kvantový stav.
Výsledky výzkumu budou užitečné vdistribuované kvantové výpočty. Fyzici plánují dále rozvíjet svůj systém, například zlepšením stability rozhraní světelné hmoty a použitím zařízení pro distribuci kvantových klíčů.
Přečtěte si více
Uran získal status nejpodivnější planety ve sluneční soustavě. Proč?
Lidé vydrží velmi nízké teploty i bez zdrojů tepla
Fyzici vytvořili analogii černé díry a potvrdili Hawkingovu teorii. Kam to vede?
Qubit je kvantový výboj nebo nejmenší prvek pro ukládání informací v kvantovém počítači.