Перемикач скорочує втрату фотонів у квантовій мережі регулюючи довжину хвиль

Коли квантові комп'ютери стануть більш потужними і широко поширеними, їм буде потрібно надійний

квантовий інтернет для зв'язку. Інженери Purdue University звернулися до проблеми, яка перешкоджають розробці квантових мереж.

Метод, продемонстрований в статті, опублікованій в журналі Optica, Закладе основу доступу в інтернет квантових комп'ютерів, датчиків і інших технологій.

Команда розгорнула програмований перемикач,щоб регулювати обсяг даних, що надходять кожному користувачеві, шляхом вибору і перенаправлення довжин хвиль світла, що несуть різні канали даних. У підсумку це дозволило збільшити кількість користувачів без збільшення втрат фотонів в міру збільшення мережі.

Справа в тому, що якщо фотони губляться, квантова інформація втрачається. Зазвичай це відбувається, коли фотони долають великі відстані по волоконно-оптичних мереж.

У новому дослідженні вчені показали спосібвиконання маршрутизації по довжині хвилі за допомогою всього лише одного пристрою - перемикача, що обирається по довжині хвилі. Він дозволить побудувати мережу з 12-20 користувачів, а може бути і більше. Попередні підходи вимагали фізичної заміни десятків фіксованих оптичних фільтрів, налаштованих на окремі довжини хвиль. В результаті регулювання зв'язку між користувачами ставало практично недоцільною, а втрата фотонів - більш імовірною.

Замість того, щоб додавати ці фільтри коженраз, коли новий користувач приєднується до мережі, інженери можуть просто запрограмувати перемикач, що вибирає довжину хвилі. Це направить довжини хвиль передачі даних кожному новому користувачеві. В результаті експлуатаційні витрати і витрати на обслуговування знижуються, а квантовий інтернет стає більш ефективним.

Перемикач вибору довжини хвилі також може бутизапрограмований на регулювання смуги пропускання відповідно до потреб користувача. З фіксованими оптичними фільтрами це просто неможливо. Деякі користувачі можуть використовувати додатки, яким потрібна велика пропускна здатність, ніж іншим. Наприклад, при перегляді шоу через веб-службу потокової передачі використовується велика пропускна здатність, ніж при відправці електронної пошти.

Для квантового інтернету формування зв'язківміж користувачами і регулювання пропускної здатності означає розподіл заплутаності, здатність фотонів підтримувати фіксовані квантово-механічні відносини один з одним. Все повинно працювати незалежно від того, наскільки далеко вони можуть бути один від одного для з'єднання користувачів в мережі. Заплутаність грає ключову роль в квантових обчисленнях і квантової обробки інформації.

Читати далі

Фізики створили аналог чорної діри і підтвердили теорію Хокінга. До чого це призведе?

Аборти і наука: що буде з дітьми, яких народять

Ядерний ракетний двигун будують для польотів на Марс. Чим він небезпечний?