スイッチは、波長を調整することにより、量子ネットワークでの光子の損失を減らします

量子コンピューターがより強力で普及するにつれて、信頼性の高い

パデュー大学のエンジニアは、障害となっている問題に対処しました量子ネットワーク の開発

この手法は、ジャーナル に掲載された論文で実証されていますオプティカは、量子コンピューター、センサー、その他のテクノロジーのインターネットアクセスの基盤を築きます。

チームはプログラム可能なスイッチを配備しました異なるデータチャネルを運ぶ光の波長を選択してリダイレクトすることにより、各ユーザーが受信するデータの量を調整します。その結果、これにより、ネットワークの成長に伴うフォトンの損失を増やすことなく、ユーザー数を増やすことができました。

重要なのは、光子が失われると、量子情報が失われるということです。これは通常、光子が光ファイバーネットワーク上を長距離移動するときに発生します。

新しい研究では、科学者は方法を示しました波長選択可能なスイッチという1つのデバイスだけで波長ルーティングを実行します。これにより、12〜20人、またはそれ以上のユーザーのネットワークを構築できます。以前のアプローチでは、個々の波長に調整された数十の固定光学フィルターを物理的に交換する必要がありました。その結果、ユーザー間の通信の規制は実質的に非現実的になり、光子の損失が発生する可能性が高くなりました。

これらのフィルターをそれぞれ追加する代わりに新しいユーザーがネットワークに参加すると、エンジニアは波長セレクタスイッチをプログラムするだけで済みます。これにより、データ送信の波長が新しい各ユーザーに送信されます。その結果、運用および保守のコストが削減され、量子インターネットがより効率的になります。

波長選択スイッチはユーザーのニーズに応じて帯域幅を調整するようにプログラムされています。固定光学フィルターでは、これは単純に不可能です。一部のユーザーは、他のユーザーよりも多くの帯域幅を必要とするアプリケーションを使用する場合があります。たとえば、Webストリーミングサービスを介して番組を視聴すると、電子メールを送信するよりも多くの帯域幅が使用されます。

量子インターネットの場合、接続を構築するユーザーと帯域幅の調整の間には、エンタングルメント分布、つまり互いに固定された量子力学的関係を維持する光子の能力が意味されます。ネットワーク上のユーザーを接続するためにどれだけ離れていても、すべてが機能するはずです。エンタングルメントは、量子コンピューティングと量子情報処理において重要な役割を果たします。

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