Szyfrowanie danych w sposób umożliwiający bezpieczną komunikację jest zjawiskiem coraz częstszym
Splątanie kwantowe - mechanika kwantowazjawisko, w którym stany kwantowe dwóch lub więcej obiektów są współzależne. Oznacza to, że w sieci kwantowej stacjonarne kubity sieci są splątane w kanale komunikacyjnym, który zwykle składa się z fotonów (cząstek światła). Po raz pierwszy fizycy z Uniwersytetu w Bonn zademonstrowali splątanie kwantowe pomiędzy nieruchomym kubitem (dwustanowym układem kwantowym) a fotonem bezpośrednio połączonym ze światłowodem (fotonem rezonatora światłowodowego). Wyniki badania publikuje czasopismo npj Informacje kwantowe.
Systemy kwantowe są częścią technologii przyszłości.Kiedy nośniki informacji kwantowej (węzły kwantowe) są połączone kanałami kwantowymi, powstaje sieć kwantowa. Od 2009 roku naukowcy z Uniwersytetu w Bonn pracują nad wdrożeniem węzła sieci kwantowej, w którym oddzielny jon w postaci kubitu pamięci jest połączony z rezonatorem optycznym jako interfejs między światłem a materią.
Jednak w przypadku dystrybucji informacji kwantowych w formaciesieci stacjonarne kubity sieciowe muszą być podłączone do kanału komunikacyjnego. Problem w tym, że stan kwantowy nie może być kopiowany i transmitowany w klasyczny sposób. Jako kanał komunikacyjny najczęściej wykorzystywane są fotony, które są trudne do przechowywania, ale pozwalają na szybkie przesyłanie informacji. Wdrożenie wydajnych interfejsów między fotonami i stacjonarnymi kubitami ma kluczowe znaczenie dla szybkości przesyłania informacji i skalowalności sieci kwantowej.
Naukowcy w swoim układzie eksperymentalnymzrealizował specjalny interfejs między światłem a materią. Aby to zrobić, fizycy wykorzystali rezonator optyczny składający się z dwóch przeciwległych zwierciadeł na końcach dwóch światłowodów. Naukowcy usunęli także część światłowodu za pomocą impulsu laserowego, a następnie pokryli jego końce powłoką odblaskową.
Konstrukcja i połączenie takiego rezonatora zjeden to problem eksperymentalny. Włókna i jon muszą być ustawione względem siebie ze względną dokładnością około jednego mikrometra. Jednak mała objętość wnęki zwiększa interakcję światła z materią. Zapewnia to dużą przepustowość do dystrybucji informacji kwantowych w sieci. Kolejną zaletą jest to, że wnęka światłowodu powoduje wewnętrzne sprzężenie fotonów z włóknami światłowodowymi. To znacznie upraszcza ich dystrybucję w sieci.
Z twoją eksperymentalną konfiguracjąnaukowcy jako pierwsi zademonstrowali splątanie kwantowe między stacjonarnym kubitem a fotonem w rezonatorze światłowodowym. Zauważyli, że nawet z odległości półtora metra pojedynczy jon i foton mają wspólny, splątany stan kwantowy.
Wyniki badań będą przydatne wrozproszone obliczenia kwantowe. Fizycy planują dalszy rozwój swojego systemu, na przykład poprzez poprawę stabilności interfejsu lekka-materia i użycie urządzenia do dystrybucji kluczy kwantowych.
Czytaj więcej
Uran uzyskał status najdziwniejszej planety w Układzie Słonecznym. Dlaczego?
Ludzie mogą wytrzymać bardzo niskie temperatury, nawet bez źródeł ciepła
Fizycy stworzyli analogię czarnej dziury i potwierdzili teorię Hawkinga. Dokąd to prowadzi?
Kubit to wyładowanie kwantowe lub najmniejszy element do przechowywania informacji w komputerze kwantowym.