Η κρυπτογράφηση δεδομένων με τρόπο που να επιτρέπει ασφαλείς επικοινωνίες είναι διαρκώς αυξανόμενη
Κβαντική εμπλοκή - κβαντομηχανικήένα φαινόμενο στο οποίο οι κβαντικές καταστάσεις δύο ή περισσότερων αντικειμένων αλληλοεξαρτώνται. Αυτό σημαίνει ότι σε ένα κβαντικό δίκτυο, τα ακίνητα qubits του δικτύου μπλέκονται σε ένα κανάλι επικοινωνίας, το οποίο συνήθως αποτελείται από φωτόνια (σωματίδια φωτός). Για πρώτη φορά, φυσικοί από το Πανεπιστήμιο της Βόννης απέδειξαν κβαντική εμπλοκή μεταξύ ενός σταθερού qubit (ένα κβαντικό σύστημα δύο καταστάσεων) και ενός φωτονίου που συνδέεται άμεσα με μια οπτική ίνα (ένα φωτόνιο συντονιστή οπτικών ινών). Τα αποτελέσματα της μελέτης δημοσιεύονται από το περιοδικό npj Κβαντικές πληροφορίες.
Τα κβαντικά συστήματα αποτελούν μέρος της τεχνολογίας του μέλλοντος.Όταν οι φορείς κβαντικής πληροφορίας (κβαντικοί κόμβοι) διασυνδέονται με κβαντικά κανάλια, σχηματίζεται ένα κβαντικό δίκτυο. Από το 2009, οι επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο της Βόννης εργάζονται για την εφαρμογή ενός κβαντικού κόμβου δικτύου, στον οποίο ένα ξεχωριστό ιόν με τη μορφή qubit μνήμης συνδέεται με έναν οπτικό αντηχείο ως διασύνδεση μεταξύ φωτός και ύλης.
Ωστόσο, για τη διανομή των κβαντικών πληροφοριών στοστατικά δίκτυα qubits δικτύου πρέπει να είναι συνδεδεμένα σε κανάλι επικοινωνίας. Το πρόβλημα είναι ότι μια κβαντική κατάσταση δεν μπορεί να αντιγραφεί και να μεταδοθεί με τον κλασικό τρόπο. Ως κανάλι επικοινωνίας, χρησιμοποιούνται συνήθως φωτόνια, τα οποία είναι δύσκολο να αποθηκευτούν, αλλά επιτρέπουν τη γρήγορη μετάδοση πληροφοριών. Η εφαρμογή αποτελεσματικών διεπαφών μεταξύ φωτονίων και στατικών qubit είναι κρίσιμη για τον ρυθμό μεταφοράς πληροφοριών και την επεκτασιμότητα ενός κβαντικού δικτύου.
Στην πειραματική τους διάταξη, οι επιστήμονεςσυνειδητοποίησε μια ειδική διεπαφή μεταξύ φωτός και ύλης. Για να γίνει αυτό, οι φυσικοί χρησιμοποίησαν έναν οπτικό συντονιστή που αποτελείται από δύο αντίθετους καθρέφτες στα άκρα δύο οδηγών φωτός. Οι επιστήμονες αφαίρεσαν επίσης μέρος της οπτικής ίνας χρησιμοποιώντας παλμό λέιζερ και στη συνέχεια επικάλυψαν τα άκρα της με μια ανακλαστική επίστρωση.
Ο σχεδιασμός και ο συνδυασμός ενός τέτοιου αντηχείου μετο ένα είναι ένα πειραματικό πρόβλημα. Οι ίνες και το ιόν πρέπει να τοποθετούνται με σχετική ακρίβεια περίπου ενός μικρομέτρου το ένα σε σχέση με το άλλο. Ωστόσο, ένας μικρός όγκος κοιλότητας αυξάνει την αλληλεπίδραση του φωτός με την ύλη. Αυτό παρέχει υψηλό εύρος ζώνης για τη διανομή κβαντικών πληροφοριών μέσω του δικτύου. Ένα άλλο πλεονέκτημα είναι ότι η κοιλότητα των ινών έχει ως αποτέλεσμα την εσωτερική σύζευξη των φωτονίων με τις οπτικές ίνες. Αυτό απλοποιεί σημαντικά τη διανομή τους στον Ιστό.
Με την πειραματική σας ρύθμισηΟι επιστήμονες ήταν οι πρώτοι που έδειξαν κβαντική εμπλοκή μεταξύ ενός στατικού qubit και ενός φωτονίου σε έναν συντονιστή οπτικών ινών. Παρατήρησαν ότι ακόμη και σε απόσταση ενάμισι μέτρου, ένα μόνο ιόν και ένα φωτόνιο μοιράζονταν μια κοινή εμπλεγμένη κβαντική κατάσταση.
Τα αποτελέσματα της έρευνας θα είναι χρήσιμα στοκατανεμημένη κβαντική πληροφορική. Οι φυσικοί σκοπεύουν να αναπτύξουν περαιτέρω το σύστημά τους, για παράδειγμα, βελτιώνοντας τη σταθερότητα της διεπαφής φωτός και χρησιμοποιώντας μια συσκευή για τη διανομή κβαντικών κλειδιών.
Διαβάστε περισσότερα
Ο Ουρανός έχει λάβει την κατάσταση του πιο παράξενου πλανήτη στο ηλιακό σύστημα. Γιατί;
Οι άνθρωποι μπορούν να αντέξουν σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες ακόμη και χωρίς πηγές θερμότητας
Οι φυσικοί έχουν δημιουργήσει ένα ανάλογο μιας μαύρης τρύπας και επιβεβαίωσαν τη θεωρία του Hawking. Πού οδηγεί;
Το qubit είναι μια κβαντική απαλλαγή ή το μικρότερο στοιχείο για την αποθήκευση πληροφοριών σε έναν κβαντικό υπολογιστή.