Interferență cuantică realizată la o distanță record de 300 km

O echipă internațională de cercetători a dezvoltat un sistem de transmisie bazat pe puncte cuantice

informație.Experimentele au arătat că oferă surse de un singur foton eficiente și indistinguibile cu zgomot ultra-scăzut, conversie de frecvență a unui singur foton reglabil și transmisie pe fibre lungi, cu dispersie scăzută. Acest lucru este necesar pentru a crea rețele de comunicații cuantice în stare solidă.

Fizicienii obișnuiau să creeze singlefotonii sunt puncte cuantice cuplate determinist la microrezonatoare. Dispozitivul poate fi reglat folosind rezonanță. Amintiți-vă că punctele cuantice sunt particule ale unui conductor sau semiconductor în care purtătorii de sarcină (electroni sau găuri) sunt limitați spațial în toate cele trei dimensiuni. Astfel de dispozitive sunt suficient de mici, de obicei doar câțiva nanometri, pentru ca efectele cuantice să apară.

Pentru a elimina neomogenitatea punctelor cuantice șischimbând lungimea de undă a radiației în domeniul telecomunicațiilor, oamenii de știință au folosit conversia cuantică a frecvenței. Experimentele au arătat că, în noua abordare, vizibilitatea interferențelor observate este de până la 93% atunci când un semnal este transmis pe o fibră de 302 km.

Setare experimentala. Imagine: Xiang You et al., Advanced Photonics

În telecomunicațiile clasice, semnalele pot fiamplifica silențios pentru a transmite pe distanțe lungi. Dar stările cuantice aflate în suprapunere nu pot fi amplificate, deoarece nu pot fi clonate perfect, explică oamenii de știință. Prin urmare, pentru a crea o astfel de rețea, sunt necesare nu numai canale cuantice cu pierderi ultra-scăzute și memorie cuantică, ci și surse de lumină cuantică de înaltă performanță.

Punctele cuantice sunt un candidat ideal pentrucrearea de rețele masive. Acestea oferă proprietățile necesare unei singure surse de fotoni, dar în ultimele două decenii, vizibilitatea interferenței cuantice între QD-uri independente a depășit rar limita clasică de 50%, iar distanțele maxime au atins doar câțiva kilometri.

Munca noastră a depășit cuanția anterioarăexperimente pe baza QD la scari de la aproximativ 1 km la 300 km, care este cu două ordine de mărime mai mare și, astfel, deschide o perspectivă interesantă pentru rețelele cuantice cu stare solidă.

Chao-Yang Lu, profesor la Universitatea China de Știință și Tehnologie

Citeste mai mult:

Mormântul „moașei lui Isus” a fost dezgropat: oamenii de știință au povestit ce au găsit acolo

Astăzi, oamenii de știință de pe Pământ vor lovi asteroidul cu un impuls radio

Smartphone-uri numite pe care WhatsApp nu va mai funcționa din 2023