Fyzici použili systém dvou atomů rubidia v optických pastích. Kvantové paměťové moduly byly
Laserový puls poté excituje atomy rubidiakteré se spontánně vracejí do svého základního stavu, přičemž každý emituje foton. Kvůli zachování momentu hybnosti je rotace atomu zapletena s polarizací fotonu, který emituje. Vědci použili tyto částice ke kvantově-mechanickému spojení dvou atomů. Přenesli je přes optický kabel do přijímací stanice, kde společné měření fotonů odhalilo kvantové zapletení.
Obtížnost přenosu takového signálu do velkéhovzdálenost souvisí s vlnovou délkou emitovaného záření. Většina prvků používaných jako kvantová paměť emituje světlo ve viditelném nebo blízkém infračerveném rozsahu. Ve skleněných vláknech mohou takové fotony urazit asi kilometr a pak se ztratit, vysvětlují vědci.
Schéma experimentálního uspořádání. Frekvenčně konvertované fotony jsou přenášeny do centrální stanice, kde Bell stavoměr změní zapletení. Zdroj: Tim van Leent et al, Nature
Aby překonali toto omezení, fyzicioptimalizoval vlnovou délku fotonů přenášených po síti. Pomocí dvou kvantových frekvenčních měničů zvýšili původní vlnovou délku ze 780 nm na 1517 nm. Zároveň se vědcům podařilo dosáhnout nebývalé účinnosti konverze: 57 %.
Náš experiment je zvláštní v tom, že myskutečně proplétáme dvě stacionární částice, tedy atomy, které fungují jako kvantová paměť. To je mnohem obtížnější než zapletení fotonů, ale otevírá to mnoho dalších možných aplikací.
Tim van Lint, fyzik na Univerzitě Ludwiga Maximiliana v Mnichově, spoluautor publikace
Vědci věří, že systém frekvenční konverze pomůže při budování rozsáhlých kvantových sítí a vytváření bezpečných kvantových komunikačních protokolů.
Přečtěte si více:
Černá díra v galaxii dala Einsteinovi za pravdu. Hlavní věc
Vesmír ničí kosti a mění jejich strukturu: vědci nevědí, jak lidé poletí na Mars
Astronomové našli planety, které jsou odlišné od Země, ale vhodné pro život