Cifrar datos de una manera que permita comunicaciones seguras es una tarea cada vez mayor.
Entrelazamiento cuántico - mecánica cuánticaFenómeno en el que los estados cuánticos de dos o más objetos son interdependientes. Esto significa que en una red cuántica los qubits estacionarios de la red están entrelazados en un canal de comunicación, que normalmente está formado por fotones (partículas de luz). Por primera vez, físicos de la Universidad de Bonn han demostrado el entrelazamiento cuántico entre un qubit estacionario (un sistema cuántico de dos estados) y un fotón directamente acoplado a una fibra óptica (un fotón resonador de fibra óptica). Los resultados del estudio son publicados por la revista npj Información cuántica.
Los sistemas cuánticos son parte de la tecnología del futuro.Cuando los portadores de información cuántica (nodos cuánticos) están interconectados por canales cuánticos, se forma una red cuántica. Desde 2009, los científicos de la Universidad de Bonn han estado trabajando en la implementación de un nodo de red cuántica, en el que un ion separado en forma de qubit de memoria se conecta a un resonador óptico como interfaz entre la luz y la materia.
Sin embargo, para la distribución de información cuántica enredes estacionarias red qubits deben estar conectadas a un canal de comunicación. El problema es que un estado cuántico no se puede copiar y transmitir de la forma clásica. Como canal de comunicación se suelen utilizar fotones, que son difíciles de almacenar, pero que permiten transmitir información rápidamente. La implementación de interfaces eficientes entre fotones y qubits estacionarios es fundamental para la tasa de transferencia de información y la escalabilidad de una red cuántica.
En su configuración experimental, los científicosSe dio cuenta de una interfaz especial entre la luz y la materia. Para ello, los físicos utilizaron un resonador óptico compuesto por dos espejos opuestos en los extremos de dos guías de luz. Los científicos también quitaron parte de la fibra óptica mediante un pulso láser y luego cubrieron sus extremos con una capa reflectante.
El diseño y combinación de tal resonador conuno es un problema experimental. Las fibras y el ión deben colocarse con una precisión relativa de aproximadamente un micrómetro entre sí. Sin embargo, un pequeño volumen de cavidad aumenta la interacción de la luz con la materia. Esto proporciona un gran ancho de banda para distribuir información cuántica a través de la red. Otra ventaja es que la cavidad de la fibra da como resultado el acoplamiento interno de fotones a las fibras ópticas. Esto simplifica enormemente su distribución en la web.
Con tu configuración experimentalLos científicos fueron los primeros en demostrar el entrelazamiento cuántico entre un qubit estacionario y un fotón en un resonador de fibra óptica. Notaron que incluso a una distancia de un metro y medio, un solo ion y un fotón compartían un estado cuántico entrelazado común.
Los resultados de la investigación serán útiles enComputación cuántica distribuida. Los físicos planean desarrollar aún más su sistema, por ejemplo, mejorando la estabilidad de la interfaz luz-materia y utilizando un dispositivo para distribuir claves cuánticas.
Lee mas
Urano ha recibido el estatus del planeta más extraño del sistema solar. ¿Por qué?
Los seres humanos pueden soportar temperaturas muy bajas incluso sin fuentes de calor.
Los físicos han creado un análogo de un agujero negro y han confirmado la teoría de Hawking. ¿A dónde lleva?
Un qubit es una descarga cuántica, o el elemento más pequeño para almacenar información en una computadora cuántica.