การเข้ารหัสข้อมูลในลักษณะที่ช่วยให้เกิดการสื่อสารที่ปลอดภัยนั้นมีเพิ่มมากขึ้น
สิ่งกีดขวางควอนตัม - กลไกควอนตัมปรากฏการณ์ที่สถานะควอนตัมของวัตถุตั้งแต่สองชิ้นขึ้นไปมีความสัมพันธ์กัน ซึ่งหมายความว่าในเครือข่ายควอนตัม ควิบิตที่อยู่กับที่ของเครือข่ายจะพันกันอยู่ในช่องทางการสื่อสาร ซึ่งโดยทั่วไปจะประกอบด้วยโฟตอน (อนุภาคแสง) เป็นครั้งแรกที่นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยบอนน์ได้แสดงให้เห็นการพันกันของควอนตัมระหว่างคิวบิตที่อยู่กับที่ (ระบบควอนตัมแบบสองสถานะ) และโฟตอนที่เชื่อมต่อโดยตรงกับใยแก้วนำแสง (โฟตอนของตัวสะท้อนกลับของไฟเบอร์ออปติก) ผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์โดยวารสาร npj ข้อมูลควอนตัม.
ระบบควอนตัมเป็นส่วนหนึ่งของเทคโนโลยีแห่งอนาคตเมื่อผู้ให้บริการข้อมูลควอนตัม (โหนดควอนตัม) เชื่อมต่อกันด้วยช่องทางควอนตัมเครือข่ายควอนตัมจะเกิดขึ้น ตั้งแต่ปี 2009 นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยบอนน์ได้ทำงานเกี่ยวกับการใช้งานโหนดเครือข่ายควอนตัมซึ่งไอออนที่แยกจากกันในรูปแบบของหน่วยความจำ qubit นั้นเชื่อมต่อกับเครื่องสะท้อนแสงเป็นตัวเชื่อมต่อระหว่างแสงและสสาร
อย่างไรก็ตามสำหรับการกระจายข้อมูลควอนตัมในเครือข่าย qubits เครือข่ายที่อยู่กับที่จะต้องเชื่อมต่อกับช่องทางการสื่อสาร ปัญหาคือไม่สามารถคัดลอกและถ่ายทอดสถานะควอนตัมในรูปแบบคลาสสิกได้ ในฐานะที่เป็นช่องทางการสื่อสารมักใช้โฟตอนซึ่งจัดเก็บได้ยาก แต่ก็ช่วยให้สามารถส่งข้อมูลได้อย่างรวดเร็ว การใช้อินเทอร์เฟซที่มีประสิทธิภาพระหว่างโฟตอนและคิวบิทแบบอยู่กับที่มีความสำคัญต่ออัตราการถ่ายโอนข้อมูลและความสามารถในการปรับขนาดของเครือข่ายควอนตัม
ในการทดลองของพวกเขา นักวิทยาศาสตร์ตระหนักถึงส่วนต่อประสานพิเศษระหว่างแสงและสสาร ในการทำเช่นนี้ นักฟิสิกส์ใช้เครื่องสะท้อนแสงซึ่งประกอบด้วยกระจกสองบานที่อยู่ตรงข้ามกันที่ปลายของแถบนำแสงทั้งสอง นักวิทยาศาสตร์ยังได้เอาส่วนหนึ่งของใยแก้วนำแสงออกโดยใช้เลเซอร์พัลส์ จากนั้นจึงเคลือบปลายของมันด้วยการเคลือบสะท้อนแสง
การออกแบบและการรวมกันของเครื่องสะท้อนเสียงดังกล่าวด้วยหนึ่งคือปัญหาทดลอง เส้นใยและไอออนต้องอยู่ในตำแหน่งที่มีความแม่นยำสัมพัทธ์ประมาณหนึ่งไมโครมิเตอร์เทียบกัน อย่างไรก็ตามปริมาตรของช่องเล็ก ๆ จะเพิ่มปฏิสัมพันธ์ของแสงกับสสาร สิ่งนี้ให้แบนด์วิดท์สูงสำหรับการกระจายข้อมูลควอนตัมผ่านเครือข่าย ข้อดีอีกประการหนึ่งคือช่องใยส่งผลให้โฟตอนเชื่อมต่อภายในกับเส้นใยแสง สิ่งนี้ช่วยลดความยุ่งยากในการเผยแพร่บนเว็บอย่างมาก
ด้วยการตั้งค่าการทดลองของคุณนักวิทยาศาสตร์เป็นคนแรกที่แสดงให้เห็นถึงความพัวพันของควอนตัมระหว่าง qubit ที่หยุดนิ่งและโฟตอนในเครื่องสะท้อนใยแก้วนำแสง พวกเขาสังเกตเห็นว่าแม้ในระยะหนึ่งเมตรครึ่งไอออนเดี่ยวและโฟตอนก็มีสถานะควอนตัมที่พันกัน
ผลการวิจัยจะเป็นประโยชน์ในคอมพิวเตอร์ควอนตัมแบบกระจาย นักฟิสิกส์วางแผนที่จะพัฒนาระบบของตนต่อไปตัวอย่างเช่นโดยการปรับปรุงความเสถียรของอินเทอร์เฟซเรื่องแสงและใช้อุปกรณ์สำหรับกระจายคีย์ควอนตัม
อ่านเพิ่มเติม
ดาวมฤตยูได้รับสถานะของดาวเคราะห์ที่แปลกประหลาดที่สุดในระบบสุริยะ ทำไม?
มนุษย์สามารถทนต่ออุณหภูมิที่ต่ำมากได้แม้ไม่มีแหล่งความร้อน
นักฟิสิกส์ได้สร้างอะนาล็อกของหลุมดำและยืนยันทฤษฎีของ Hawking นำไปสู่ที่ไหน?
qubit คือการปลดปล่อยควอนตัมหรือองค์ประกอบที่เล็กที่สุดสำหรับการจัดเก็บข้อมูลในคอมพิวเตอร์ควอนตัม