Kvanteinterferens oppnådd på en rekordavstand på 300 km

Et internasjonalt team av forskere har utviklet et kvantepunktbasert system for overføring

informasjon.Eksperimenter har vist at det gir effektive og utskillelige enkeltfotonkilder med ultralav støy, avstembar enkeltfotonfrekvenskonvertering og overføring over lange fibre med lav spredning. Dette er nødvendig for å skape solid-state kvantekommunikasjonsnettverk.

Fysikere pleide å lage singelfotoner er kvanteprikker deterministisk koblet til mikroresonatorer. Enheten kan stilles inn ved hjelp av resonans. Husk at kvanteprikker er partikler av en leder eller halvleder der ladningsbærere (elektroner eller hull) er romlig begrenset i alle tre dimensjoner. Slike enheter er små nok, vanligvis bare noen få nanometer, til at kvanteeffekter dukker opp.

For å eliminere inhomogeniteten til kvanteprikker ogforskyvning av bølgelengden til stråling i telekommunikasjonsområdet, har forskere brukt kvantefrekvenskonvertering. Eksperimenter har vist at i den nye tilnærmingen er den observerte interferenssynligheten opptil 93 % når et signal sendes over en 302 km fiber.

Eksperimentelt oppsett. Bilde: Xiang You et al., Advanced Photonics

I klassisk telekommunikasjon kan signaler væreforsterker lydløst for å sende over lange avstander. Men kvantetilstander i superposisjon kan ikke forsterkes fordi de ikke kan klones perfekt, forklarer forskerne. Derfor, for å lage et slikt nettverk, kreves det ikke bare kvantekanaler med ultralave tap og kvanteminne, men også kvantelyskilder med høy ytelse.

Kvanteprikker er en ideell kandidat forskape massive nettverk. De gir de nødvendige egenskapene til en enkelt fotonkilde, men i løpet av de siste to tiårene har synligheten av kvanteinterferens mellom uavhengige QD-er sjelden overskredet den klassiske grensen på 50 %, og de maksimale avstandene har nådd bare noen få kilometer.

Vårt arbeid har gått utover tidligere kvanteeksperimenter på grunnlag av QD på skalaer fra ca. 1 km til 300 km, som er to størrelsesordener større, og åpner dermed for et spennende perspektiv for faststoffkvantenettverk.

Chao-Yang Lu, professor ved China University of Science and Technology

Les mer:

Graven til "Jesu jordmor" ble avdekket: forskere fortalte hva de fant der

I dag skal forskere fra jorden treffe asteroiden med en radiopuls

Navngitte smarttelefoner som WhatsApp slutter å fungere på fra 2023