นักฟิสิกส์ใช้ระบบรูบิเดียมอะตอมสองอะตอมในกับดักแสง โมดูลหน่วยความจำควอนตัมได้แก่
ชีพจรเลเซอร์กระตุ้นอะตอมของรูบิเดียมหลังจากซึ่งพวกมันจะกลับคืนสู่สภาพเดิมโดยธรรมชาติ แต่ละตัวจะปล่อยโฟตอนออกมา เนื่องจากการคงไว้ซึ่งโมเมนตัมเชิงมุม การหมุนของอะตอมจึงพัวพันกับโพลาไรเซชันของโฟตอนที่ปล่อยออกมา นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้อนุภาคเหล่านี้เพื่อเชื่อมต่ออะตอมสองอะตอมทางกลด้วยควอนตัม พวกเขาส่งพวกเขาผ่านสายเคเบิลใยแก้วนำแสงไปยังสถานีรับซึ่งการวัดโฟตอนร่วมกันเผยให้เห็นควอนตัมพัวพัน
ความยากในการส่งสัญญาณดังกล่าวไปยังพื้นที่ขนาดใหญ่ระยะทางสัมพันธ์กับความยาวคลื่นของรังสีที่ปล่อยออกมา องค์ประกอบส่วนใหญ่ที่ใช้เป็นหน่วยความจำควอนตัมเปล่งแสงในช่วงอินฟราเรดที่มองเห็นหรือใกล้ นักวิทยาศาสตร์อธิบายในเส้นใยแก้วโฟตอนดังกล่าวสามารถเดินทางได้ประมาณหนึ่งกิโลเมตรแล้วหายไป
แบบแผนของการตั้งค่าการทดลอง โฟตอนที่แปลงความถี่จะถูกส่งไปยังสถานีกลาง โดยที่เครื่องวัดสถานะเบลล์จะเปลี่ยนการพัวพัน ที่มา: Tim van Leent et al, Nature
เพื่อเอาชนะข้อจำกัดนี้ นักฟิสิกส์ปรับความยาวคลื่นของโฟตอนที่ส่งผ่านเครือข่ายให้เหมาะสม การใช้ตัวแปลงความถี่ควอนตัมสองตัวทำให้ความยาวคลื่นเดิมเพิ่มขึ้นจาก 780 นาโนเมตรเป็น 1517 นาโนเมตร ในเวลาเดียวกัน นักวิจัยสามารถบรรลุประสิทธิภาพการแปลงเป็นประวัติการณ์: 57%
การทดลองของเรามีความพิเศษตรงที่เราเราเข้าไปพัวพันกับอนุภาคที่อยู่นิ่งสองตัว นั่นคือ อะตอม ซึ่งทำหน้าที่เป็นหน่วยความจำควอนตัม สิ่งนี้ซับซ้อนกว่าการพัวพันโฟตอนมาก แต่เปิดการใช้งานอื่น ๆ ที่เป็นไปได้มากมาย
Tim van Lint นักฟิสิกส์จาก Ludwig Maximilian University of Munich ผู้เขียนร่วมของสิ่งพิมพ์
นักวิจัยเชื่อว่าระบบการแปลงความถี่จะช่วยในการสร้างเครือข่ายควอนตัมขนาดใหญ่และสร้างโปรโตคอลการสื่อสารควอนตัมที่ปลอดภัย
อ่านเพิ่มเติม:
หลุมดำในดาราจักรพิสูจน์แล้วว่าไอน์สไตน์คิดถูก สิ่งหลัก
อวกาศทำลายกระดูกและเปลี่ยนโครงสร้าง: นักวิทยาศาสตร์ไม่รู้ว่าผู้คนจะบินไปยังดาวอังคารอย่างไร
นักดาราศาสตร์พบดาวเคราะห์ที่แตกต่างจากโลกแต่เหมาะสมกับชีวิต