Квантни рачунари и комуникациони уређаји раде тако што кодирају информације у појединачне или
Шта су кубити и кудити?
Типично, квантни комуникациони системи "снимају"информација о угаоном моменту ротације фотона. У овом случају, они врше или десну или леву кружну ротацију, или формирају квантну суперпозицију два фотона - дводимензионални кубит.
Такође је могуће кодирати информацијео орбиталном угаоном моменту фотона — путањи „вадичепа“ коју светлост прати, увијајући се и крећући се напред док се сваки фотон ротира око центра зрака. Комбинација спина и угаоног момента резултира формирањем вишедимензионалног кудита и способношћу да се кодира и пропагира било који од теоретски бесконачног опсега вредности са једним фотоном.
Кубити и&нбсп;кудити се користе заширење информација ускладиштених у фотонима од једне тачке до друге. Главна разлика је у томе што кубити могу да пренесу много више информација на истој удаљености од кубита, пружајући основу за следећу генерацију квантних комуникација.
Кудит покрет на захтев
У оквиру нове студије физике коју водиса Стефаном Штрауфом, шефом Лабораторије за нанофотонику на Универзитету Стивенс, показао је како да се креирају и контролишу индивидуални летећи кудитови, или „збркани“ фотони, на захтев. Овај пробој ће у великој мери проширити могућности квантних комуникационих алата.
Пхотонс. Фото: цоммонс.викимедиа.орг
Посебност експеримента је да спина орбитални угаони момент су независна својства фотона. Нови уређај је први који може да контролише оба истовремено, користећи контролисану комуникацију између њих.
Све ово може да се уради коришћењем појединачних фотона, а не класичних светлосних снопова: основни захтев за сваку примену квантне комуникације.
Шта ће то дати?
Према&нбсп;физичарима, кодирањеинформација у орбиталном угаоном моменту радикално повећава њену запремину за пренос. Употреба вијугавих фотона ће повећати пропусност квантних комуникационих алата, омогућавајући им да преносе податке много брже.
Како су настали "закривљени" фотони?
За стварање "увијања" фотона, научницикористио је атом дебео филм волфрам диселенида, новог полупроводничког материјала, да створи квантни емитер који је способан да емитује појединачне фотоне.
Затим су повезали квантни емитерса унутрашњим рефлектујућим простором у облику крофне – прстенастим резонатором. Фино подешавање локације емитера и резонатора зупчаника је коришћено да се принуди спин фотона и његов орбитални угаони момент да интерагују како би се на захтев створили појединачни "уврнути" фотони.
Кључ за омогућавање ове функције закључавања јеСпин пулс је назубљени узорак прстенастог резонатора. Када је пажљиво дизајниран, ствара вијугав, вртложни сноп светлости који уређај емитује брзином светлости.
Интеграцијом ових могућности у један микрочипса пречником од само 20 микрона — око четвртине ширине људске косе — физичари су створили емитер кривудавих фотона. Његова посебност је у томе што је у стању да комуницира са другим стандардизованим компонентама као део квантног комуникационог система.
Шта је следеће?
Аутор развоја је приметио да их има неколиковажни проблеми. Да, нова технологија може да контролише правац у коме фотон путује у спирали - казаљке на сату или супротно од казаљке на сату. Међутим, потребна су даља побољшања да би се контролисао тачан број модова орбиталног угаоног момента. Ово је критично важно, јер је, теоретски, могуће записати бесконачан опсег различитих вредности у један фотон, а затим из њега издвојити.
Према научницима, недавни експерименти у Штрауфовој лабораторији за нанофотонику показују обећавајуће резултате. Тако да се овај проблем може ускоро решити.
Потребан је и даљи радда се направи уређај који ће стварати уврнуте фотоне са строго доследним квантним својствима, односно неразлучивим фотонима. Ово је кључни услов за реализацију квантног интернета. Према научницима, такви проблеми погађају све који раде у области квантне фотонике. Њихово решавање ће захтевати нова открића у науци о материјалима.
Опширније:
Непозната врста крилатих инсеката "сакривена" у ћилибару више од 35 милиона година
Из свемира је приказано цурење гаса из Северног тока
Погледајте како су се Јупитер и Месец приближили на ноћном небу