Physiker brechen neuen Rekord für die Speicherung eines Qubits in einem Speicherkristall

Im Rahmen des European Quantum Flagship-Programms gelang es Wissenschaftlern, die Dauer der Qubit-Speicherung in einem Kristall auf zu verlängern

20 Millisekunden.„Das ist ein Weltrekord für Quantenspeicher, der auf einem Festkörpersystem, in diesem Fall einem Kristall, basiert. Mit leichtem Genauigkeitsverlust haben wir es sogar geschafft, die 100-Millisekunden-Marke zu erreichen“, erklären die Wissenschaftler.

UNIGE-Wissenschaftler verwendeten Kristalle dotiertbestimmte Seltenerdmetalle (in diesem Fall Europium). Sie sind in der Lage, Licht zu absorbieren und es dann wieder abzugeben. Die Kristalle wurden bei –273,15 °C (absoluter Nullpunkt) gelagert. Erhöhe ich auch nur um 10°C, zerstört die thermische Anregung des Kristalls die Verschränkung der Atome.

Die Wissenschaftler legten ein kleines Magnetfeld an den Kristall an.Feld von 0,001 Tesla und sendete intensive Radiofrequenzen an den Kristall. Dies wirkte sich auf die Europium-Ionen aus und steigerte die Leistung des Speichersystems um das 40-fache.

Entwicklung von QuantentelekommunikationssystemenLong-Range wird durch eine Einschränkung behindert. Jenseits von einigen hundert Kilometern gehen die Photonen verloren und das Signal verschwindet. Es kann jedoch nicht kopiert oder verstärkt werden, da es sonst den Quantenzustand verliert, der die Vertraulichkeit der Daten garantiert. Daher besteht die Aufgabe der Wissenschaftler darin, einen Weg zu finden, es unverändert zu wiederholen, indem sie „Repeater“ auf der Grundlage von Quantenspeichern erstellen.

Früher, im Jahr 2015, gelang es den Physikern, sich zu haltenein Kristall eines Qubits, der 0,5 Millisekunden lang von einem Photon getragen wird. Dieser Prozess ermöglichte es dem Photon, einen Quantenzustand auf die Atome des Kristalls zu übertragen, bevor es verschwand. Dieses Phänomen hielt jedoch nicht lange genug an, um den Aufbau eines größeren Netzwerks zu ermöglichen.

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