安全な通信を可能にする方法でデータを暗号化することは、ますます増加しています。
量子もつれ - 量子力学2 つ以上の物体の量子状態が相互依存する現象。これは、量子ネットワークでは、ネットワークの静止量子ビットが、通常は光子 (光の粒子) で構成される通信チャネルに絡み合っていることを意味します。ボン大学の物理学者らは、静止量子ビット（二状態量子系）と光ファイバーに直接結合した光子（光ファイバー共振器光子）の間の量子もつれを初めて実証した。研究結果は雑誌に掲載されます。npj量子情報。
量子システムは未来の技術の一部です。量子情報のキャリア（量子ノード）が量子チャネルによって相互接続されると、量子ネットワークが形成されます。 2009年以来、ボン大学の科学者たちは、光と物質の間のインターフェースとして、メモリキュービットの形の別個のイオンが光共振器に接続されている量子ネットワークノードの実装に取り組んでいます。
ただし、量子情報の配布についてはネットワーク固定ネットワークキュービットは、通信チャネルに接続する必要があります。問題は、量子状態を古典的な方法でコピーして送信することができないことです。通信チャネルとしては、通常、保存が難しいフォトンを使用しますが、情報を迅速に送信することができます。光子と定常量子ビットの間に効率的なインターフェースを実装することは、量子ネットワークの情報転送速度とスケーラビリティにとって重要です。
科学者たちは実験装置の中で、光と物質の間の特別なインターフェースを実現しました。これを行うために、物理学者は、2 つの光ガイドの端にある 2 つの対向するミラーで構成される光共振器を使用しました。科学者らはまた、レーザー パルスを使用して光ファイバーの一部を除去し、その端を反射コーティングでコーティングしました。
このような共振器の設計と組み合わせ1つは実験的な問題です。ファイバーとイオンは、相互に約1マイクロメートルの相対精度で配置する必要があります。ただし、キャビティの体積が小さいと、光と物質の相互作用が増加します。これにより、ネットワーク上で量子情報を配信するための高帯域幅が提供されます。別の利点は、ファイバキャビティが光子の光ファイバへの内部結合をもたらすことです。これにより、Webでの配布が大幅に簡素化されます。
実験的なセットアップで科学者たちは、光ファイバー共振器内の静止量子ビットと光子の間の量子もつれを最初に示しました。彼らは、1.5メートルの距離でも、単一のイオンと光子が共通のもつれ量子状態を共有していることに気づきました。
研究結果は分散量子コンピューティング。物理学者は、たとえば、光と物質のインターフェースの安定性を改善し、量子鍵を配布するためのデバイスを使用することによって、システムをさらに開発することを計画しています。
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