물리학자들은 광학 트랩에 두 개의 루비듐 원자 시스템을 사용했습니다. 양자 메모리 모듈은
레이저 펄스는 루비듐 원자를 자극합니다.그들은 자발적으로 바닥 상태로 돌아가며 각각 광자를 방출합니다. 각운동량의 보존으로 인해 원자의 스핀은 방출하는 광자의 편광과 얽혀 있습니다. 과학자들은 이 입자를 사용하여 두 원자를 양자역학적으로 연결했습니다. 그들은 광섬유 케이블을 통해 광자의 공동 측정이 양자 얽힘을 나타내는 수신 스테이션으로 전송했습니다.
그러한 신호를 대규모로 전송하는 어려움거리는 방출된 방사선의 파장과 관련이 있습니다. 양자 메모리로 사용되는 대부분의 소자는 가시광선 또는 근적외선 영역의 빛을 방출합니다. 유리 섬유에서 그러한 광자는 약 1km를 이동한 다음 길을 잃을 수 있다고 과학자들은 설명합니다.
실험 설정의 계획. 주파수 변환된 광자는 벨 상태 미터가 얽힘을 변경하는 중앙 스테이션으로 전송됩니다. 출처: Tim van Leeent 외, 네이처
이러한 한계를 극복하기 위해 물리학자들은네트워크를 통해 전송되는 광자의 파장을 최적화했습니다. 두 개의 양자 주파수 변환기를 사용하여 원래 파장을 780nm에서 1517nm로 늘렸습니다. 동시에 연구원들은 전례 없는 변환 효율인 57%를 달성했습니다.
우리의 실험은 우리가우리는 실제로 양자 기억으로 작용하는 두 개의 고정 입자, 즉 원자를 얽혀 있습니다. 이것은 광자 얽힘보다 훨씬 더 복잡하지만 다른 많은 가능한 응용 프로그램을 엽니다.
이 책의 공동 저자인 뮌헨 루트비히 막시밀리안 대학교의 물리학자인 팀 반 린트(Tim van Lint)는
연구원들은 주파수 변환 시스템이 대규모 양자 네트워크를 구축하고 안전한 양자 통신 프로토콜을 만드는 데 도움이 될 것이라고 믿습니다.
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