Le chiffrement des données de manière à garantir une communication sécurisée est de plus en plus important
Intrication quantique - mécanique quantiqueun phénomène dans lequel les états quantiques de deux ou plusieurs objets sont interdépendants. Cela signifie que dans un réseau quantique, les qubits stationnaires du réseau sont intriqués dans un canal de communication, généralement constitué de photons (particules lumineuses). Pour la première fois, des physiciens de l'Université de Bonn ont démontré l'intrication quantique entre un qubit stationnaire (un système quantique à deux états) et un photon directement couplé à une fibre optique (un photon de résonateur de fibre optique). Les résultats de l'étude sont publiés par la revue Informations quantiques npj.
Les systèmes quantiques font partie de la technologie du futur.Lorsque les porteurs d'informations quantiques (nœuds quantiques) sont interconnectés par des canaux quantiques, un réseau quantique est formé. Depuis 2009, des scientifiques de l'Université de Bonn travaillent sur la mise en œuvre d'un nœud de réseau quantique, dans lequel un ion séparé sous la forme d'un qubit mémoire est connecté à un résonateur optique comme interface entre la lumière et la matière.
Cependant, pour la distribution d'informations quantiques dansréseaux Les qubits réseau fixes doivent être connectés à un canal de communication. Le problème est qu'un état quantique ne peut pas être copié et transmis de manière classique. En tant que canal de communication, les photons sont généralement utilisés, difficiles à stocker, mais ils permettent de transmettre rapidement des informations. La mise en œuvre d'interfaces efficaces entre les photons et les qubits stationnaires est essentielle pour le taux de transfert d'informations et l'évolutivité d'un réseau quantique.
Dans leur dispositif expérimental, les scientifiquesréalisé une interface particulière entre la lumière et la matière. Pour ce faire, les physiciens ont utilisé un résonateur optique constitué de deux miroirs opposés aux extrémités de deux guides de lumière. Les scientifiques ont également retiré une partie de la fibre optique à l'aide d'une impulsion laser, puis ont recouvert ses extrémités d'un revêtement réfléchissant.
La conception et la combinaison d'un tel résonateur avecl'un est un problème expérimental. Les fibres et l'ion doivent être positionnés avec une précision relative d'environ un micromètre l'un par rapport à l'autre. Cependant, un petit volume de cavité augmente l'interaction de la lumière avec la matière. Cela fournit une bande passante élevée pour la distribution d'informations quantiques sur le réseau. Un autre avantage est que la cavité de la fibre entraîne le couplage interne des photons aux fibres optiques. Cela simplifie grandement leur diffusion sur le Web.
Avec votre configuration expérimentaleles scientifiques ont été les premiers à démontrer l'intrication quantique entre un qubit stationnaire et un photon dans un résonateur à fibre optique. Ils ont remarqué que même à une distance d'un mètre et demi, un seul ion et un photon partageaient un état quantique intriqué commun.
Les résultats de la recherche seront utiles pourinformatique quantique distribuée. Les physiciens prévoient de développer davantage leur système, par exemple en améliorant la stabilité de l'interface lumière-matière et en utilisant un dispositif de distribution de clés quantiques.
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