Bryteren reduserer tapet av fotoner i kvantenettverket ved å justere bølgelengden

Etter hvert som kvantedatamaskiner blir kraftigere og mer utbredt, vil de trenge pålitelige

kvante internett for kommunikasjon. Ingeniører ved Purdue University har tatt tak i et problem som hindrer utviklingen av kvantenettverk. 

Metoden demonstrert i en artikkel publisert i tidsskriftet Optica, vil legge grunnlaget for internettilgang for kvantedatamaskiner, sensorer og annen teknologi.

Teamet distribuerte en programmerbar bryterå regulere datamengden som mottas av hver bruker ved å velge og omdirigere bølgelengdene til lys som bærer forskjellige datakanaler. Som et resultat tillot dette en økning i antall brukere uten å øke tapet av fotoner etter hvert som nettverket vokser.

Poenget er at hvis fotoner går tapt, går kvanteinformasjon tapt. Dette skjer vanligvis når fotoner reiser lange avstander over fiberoptiske nettverk.

I en ny studie har forskere vist en veiutføre bølgelengderuting med bare én enhet - en bryter som kan velges for bølgelengde. Det vil tillate å bygge et nettverk med 12-20 brukere, og kanskje flere. Tidligere tilnærminger krevde fysisk erstatning av dusinvis av faste optiske filtre innstilt på individuelle bølgelengder. Som et resultat ble reguleringen av kommunikasjon mellom brukere praktisk talt upraktisk, og tap av fotoner - mer sannsynlig.

I stedet for å legge til disse filtrene hverNår en ny bruker blir med i nettverket, kan ingeniører bare programmere bryter for bølgelengde. Dette vil lede bølgelengdene til dataoverføring til hver nye bruker. Som et resultat reduseres drifts- og vedlikeholdskostnadene og kvanteinternet blir mer effektivt.

Bryteren for bølgelengde kan også væreprogrammert til å justere båndbredden i henhold til brukerens behov. Med faste optiske filtre er dette rett og slett ikke mulig. Noen brukere kan bruke applikasjoner som krever mer båndbredde enn andre. For eksempel bruker mer båndbredde enn å sende e-post til å se på et show gjennom en web-streamingtjeneste.

For kvanteinternet, smi forbindelsermellom brukere og justering av båndbredde betyr distribusjon av sammenfiltringer, muligheten til fotoner for å opprettholde et fast kvantemekanisk forhold til hverandre. Alt skal fungere uansett hvor langt fra hverandre de kan være for å koble brukere på nettverket. Entanglement spiller en nøkkelrolle i kvanteberegning og prosessering av kvanteinformasjon.

Les mer

Fysikere har laget en analog av et svart hull og bekreftet Hawkings teori. Hvor det fører?

Abort og vitenskap: hva vil skje med barna som skal føde

Det bygges en kjernefysisk rakettmotor for flyreiser til Mars. Hvordan er det farlig?