הפרעות קוונטיות הושגו במרחק שיא של 300 ק"מ

צוות בינלאומי של חוקרים פיתח מערכת מבוססת נקודות קוונטיות לשידור

מֵידָע.ניסויים הראו כי הוא מספק מקורות פוטון בודדים יעילים ובלתי ניתנים להבחין עם רעש נמוך במיוחד, המרה ושידור של תדר יחיד פוטון בודד על פני סיבי פיזור ארוכים ונמוכים. זה הכרחי כדי ליצור רשתות תקשורת קוונטית במצב מוצק.

פיזיקאים נהגו ליצור יחידפוטונים הם נקודות קוונטיות המקושרות באופן דטרמיניסטי למיקרו-מהודים. ניתן לכוון את המכשיר באמצעות תהודה. נזכיר שנקודות קוונטיות הן חלקיקים של מוליך או מוליך למחצה שבהם נושאי מטען (אלקטרונים או חורים) מוגבלים מרחבית בכל שלושת הממדים. מכשירים כאלה קטנים מספיק, בדרך כלל רק כמה ננומטרים, כדי להופיע אפקטים קוונטיים.

כדי לחסל את חוסר ההומוגניות של נקודות קוונטיות ושינוי אורך הגל של קרינה בתחום התקשורת, מדענים השתמשו בהמרת תדר קוונטי. ניסויים הראו כי בגישה החדשה, נראות ההפרעות הנצפית היא עד 93% כאשר אות מועבר על פני סיב של 302 ק"מ.

הגדרה נסיונית. תמונה: Xiang You et al., Advanced Photonics

בטלקומוניקציה קלאסית, אותות יכולים להיותלהגביר בשקט כדי לשדר למרחקים ארוכים. אבל לא ניתן להגביר מצבים קוונטיים בסופרפוזיציה מכיוון שלא ניתן לשבט אותם בצורה מושלמת, מסבירים המדענים. לכן, כדי ליצור רשת כזו, נדרשים לא רק ערוצים קוונטיים עם הפסדים נמוכים במיוחד וזיכרון קוונטי, אלא גם מקורות אור קוונטיים בעלי ביצועים גבוהים.

נקודות קוונטיות הן מועמד אידיאלי עבוריצירת רשתות ענק. הם מספקים את המאפיינים ההכרחיים של מקור פוטון בודד, אך במהלך שני העשורים האחרונים, הנראות של הפרעות קוונטיות בין QDs עצמאיות חרגה רק לעתים רחוקות מהגבול הקלאסי של 50%, והמרחקים המרביים הגיעו לקילומטרים ספורים בלבד.

העבודה שלנו חרגה מהקוונטי הקודםניסויים על בסיס QD בקנה מידה של כ-1 ק"מ עד 300 ק"מ, שהוא שני סדרי גודל גדול יותר, ובכך פותח סיכוי מרגש לרשתות קוונטיות במצב מוצק.

צ'או-יאנג לו, פרופסור באוניברסיטת סין למדע וטכנולוגיה

קרא עוד:

קברה של "מיילדת ישו" נחשף: מדענים סיפרו מה הם מצאו שם

היום, מדענים מכדור הארץ יפגעו באסטרואיד עם דופק רדיו

סמארטפונים בעלי שם שעליהם ווטסאפ תפסיק לעבוד משנת 2023