Itävallan Innsbruckin ja Ranskan Paris-Saclayn yliopistojen fyysikot ovat ensimmäistä kertaa yhdistäneet kaikki pitkän matkan kvanttiverkon keskeiset toiminnot yhdeksi järjestelmäksi. Periaatekokeessa he käyttivät tätä järjestelmää kvanttitietojen siirtämiseen niin kutsutun toistinsolmun kautta 50 kilometrin etäisyydeltä – riittävän pitkälle osoittamaan, että käytännöllisten, laajamittaisten kvanttiverkkojen rakennuspalikoita saattaa pian olla ulottuvilla.
Kvanttiverkoissa on kaksi peruskomponenttia: itse kvanttijärjestelmät, jotka tunnetaan solmuina, ja yksi tai useampi luotettava yhteys niiden välillä. Tällainen verkko voisi toimia yhdistämällä useiden kvanttitietokoneiden kvanttibitit (tai kubitit) monimutkaisten kvanttilaskelmien "kuorman jakamiseksi". Sitä voitaisiin käyttää myös erittäin turvalliseen kvanttiviestintään.
Mutta kvanttiverkon rakentaminen ei ole helppo tehtävä. Tällaiset verkot toimivat usein lähettämällä yksittäisiä fotoneja, jotka ovat sotkeutuneita; eli sen kvanttitila liittyy läheisesti toisen kvanttihiukkasen tilaan. Valitettavasti yhden fotonin signaali katoaa helposti pitkiä matkoja. Kvanttitiedon kantajat voivat myös menettää kvanttiluonteensa dekoherenssina tunnetussa prosessissa. Siksi näiden signaalien vahvistaminen on välttämätöntä.
Toisto ilman epäröintiä tai poikkeamia
Kvanttitoistimet voivat tarjota tämän lisäyksen, mutta ei yksinkertaisella tavalla. Koska kvanttimekaniikan säännöt rajoittavat sotkeutuneiden tilojen kopioimista, toistimet eivät voi yksinkertaisesti kopioida vastaanottamaansa signaalia ja välittää sitä seuraavalle solmulle. Sen sijaan heidän on tallennettava tiedot niin kutsuttuun kvanttimuistiin ja siirrettävä se sitten Bell-tilamittauksena (BSM) tunnetulla prosessilla.
Täysin toimivan kvanttitoistimen on myös täytettävä tietyt käytännön vaatimukset. Ensinnäkin kvanttisignaalien on oltava tietoliikenteessä käytetyillä aallonpituuksilla, jotta ne voidaan siirtää optisten kuitujen kautta ilman suuria häviöitä. Toiseksi kvanttimuistin säilytysajan tulisi ylittää sotkeutumiseen tarvittavan ajan. Lopuksi, jokaisen prosessin vaiheen tulee olla deterministinen, mikä tarkoittaa, että signaalit on tuotettava jokaisen onnistuneen vaiheen jälkeen.
Kaikki yhdessä
Viimeisin teos, joka on kuvattu kohdassa Fyysisen tarkastelun kirjaimet, yhdistää kaikki kolme käytännön vaatimusta yhdessä kokeessa. Alkuperäisessä tapahtumasarjassa kaksi loukussa olevaa kalsiumionia emittoivat kumpikin fotonin muodostaen kaksi kietoutunutta fotoni-ioniparia. Tässä loukkuun jääneet ionit toimivat kubitteina ja niiden kvanttitilat jakautuvat kvanttiverkon yli. Näiden parien fotonit muunnetaan sitten televiestinnän aallonpituuksille 1550 nm ja lähetetään kahteen eri solmuun erillisen 25 km pituisen optisen kuidun kautta. Solmujen välinen kokonaisetäisyys on siis 50 km.
Aina kun yksi fotoneista saavuttaa määrätyn solmun, sen kietoutuvan ionin tila tallennetaan ionin suojattuihin muistitiloihin. Järjestelmä yrittää sitten toistuvasti lähettää toinen fotoni (kietoutunut toiseen ioniin) toiseen solmuun. Kun fotonit havaitaan molemmissa solmuissa, kokeen tekijät suorittavat BSM:n siirtääkseen ionitilat vastaaviin kietoutuneisiin fotoneihinsa.
Tämän protokollan testaamiseksi tutkijat toistivat sen 44 720 kertaa 33 minuutin aikana ja kirjasivat 2053 2 menestystä 229 883 128 yrityksestä sotkea fotonit etäsolmujen väliin. Se ei ehkä kuulosta korkealta onnistumisprosentilta, mutta ionimuistien läsnäolo teki sotkeutumisesta XNUMX kertaa todennäköisemmän. Tämä osoittaa, että lisäparannukset voivat olla mahdollisia siihen rajaan asti, jossa molemmat ilmaisimet havaitsevat onnistuneesti molemmat fotonit ja joita rajoittaa vain ionien muistitilojen dekoherenssi.
Verkon laajentaminen edelleen
Tutkijat mallinsivat myös, kuinka pitkälle heidän menetelmänsä voitaisiin viedä. Ottaen huomioon kaikki eri tekijät, he osoittivat, että 17 ionipohjaisen toistinsolmun verkko voisi muodostaa kietoutumisen ionien välille 800 kilometrin päässä toisistaan. Johtavan tutkijan mukaan Ben Lanyon Innsbruckin yliopiston tiimin jäsenet suunnittelevat nyt käämittävänsä laboratorioissaan olevat kuidut ja lähettävänsä sotkeutumisen kampuksen ulkopuolelle olemassa olevaan kaupalliseen valokuituverkkoon. "Visionamme on päästä ulos laboratoriosta ja alkaa rakentaa aineen ja valon kvanttiverkostoja kaupunkien ja maiden välille", hän kertoo. Fysiikan maailma.
Uudet kvanttitoistimet voisivat mahdollistaa skaalautuvan kvantti-internetin
Ronald Hanson, hollantilaisen QuTechin fyysikko, joka ei ollut mukana työssä, kuvailee tulosta tärkeäksi, koska se yhdistää useita kvanttitoistimessa tarvittavia elementtejä. Erityisesti hän huomauttaa, että kokeilu osoittaa usean kubitin toiminnan solmun sisällä, tehokkaat kubitti-fotoni-liitännät ja televiestintäyhteensopivuuden, jolloin jokainen elementti toimii korkealla tarkkuudella hyvän kokonaissuorituskyvyn saavuttamiseksi – tärkein mittari. Vaikka täysin toimiva kvantti-Internet on vielä kaukana, Hanson uskoo, että tämä esittely on askel kohti toiminnallisia kvanttitoistimia, jotka perustuvat loukkuun jääneisiin ioneihin.
- SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
- EVM Finance. Hajautetun rahoituksen yhtenäinen käyttöliittymä. Pääsy tästä.
- Quantum Media Group. IR/PR vahvistettu. Pääsy tästä.
- PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
- Lähde: https://physicsworld.com/a/quantum-repeater-transmits-entanglement-over-50-kilometres/
- :On
- :ei
- :missä
- $ YLÖS
- 17
- 50
- 7
- a
- AC
- Mukaan
- Tili
- Jälkeen
- Kaikki
- Myös
- an
- ja
- Toinen
- erilleen
- OVAT
- ALUE
- noin
- taiteilija
- AS
- At
- yrityksiä
- Itävalta
- perustua
- BE
- koska
- uskoo
- Soittokello
- välillä
- Blocks
- sininen
- edistää
- lisäämällä
- sekä
- Rakentaminen
- mutta
- by
- Kalsium
- laskelmat
- Kampus
- CAN
- ei voi
- kykenee
- harjoittajat
- tietty
- Kaupungit
- tarkasti
- yhdistetty
- yhdistää
- kaupallinen
- Yhteydenpito
- yhteensopivuus
- monimutkainen
- noudatettava
- osat
- tietokoneet
- kytketty
- Kytkeminen
- Liitännät
- muunnetaan
- kopiointi
- voisi
- maahan
- Tällä hetkellä
- osoittaa
- on kuvattu
- nimetty
- havaittu
- eri
- etäisyys
- jaettu
- kukin
- helposti
- helppo
- tehokas
- sähkö
- elementti
- elementtejä
- mahdollistaa
- tarpeeksi
- olennainen
- perustaa
- perustamisesta
- Tapahtumat
- ylittää
- olemassa
- kokeilu
- tekijät
- paljon
- tarkkuus
- Vihdoin
- Etunimi
- ensimmäistä kertaa
- varten
- Ranska
- alkaen
- täysin
- toiminnallinen
- toiminnallisuudet
- toiminta
- perus-
- edelleen
- tuottaa
- saada
- Antaa
- hyvä
- Olla
- he
- sydän
- tätä
- Korkea
- Miten
- HTML
- HTTPS
- kuva
- tärkeä
- parannuksia
- in
- osoittaa
- ilmaisee
- tiedot
- ensimmäinen
- sen sijaan
- rajapinnat
- Internet
- tulee
- osallistuva
- kysymys
- IT
- SEN
- jpg
- avain
- tunnettu
- laboratorio
- Labs
- laaja
- uusin
- johtaa
- valo
- pitää
- Todennäköisesti
- RAJOITA
- linjat
- liittyvät
- Pitkät
- menettää
- pois
- menetetty
- tehty
- TEE
- asia
- max-width
- Saattaa..
- merkitys
- mittaus
- mekaniikka
- Jäsenet
- Muistoja
- Muisti
- menetelmä
- metrinen
- ehkä
- minuuttia
- lisää
- eniten
- paljon
- moninkertainen
- täytyy
- luonto
- Tarve
- tarvitaan
- tarpeet
- Alankomaat
- verkko
- verkot
- seuraava
- Nro
- solmu
- solmut
- Huomautuksia
- nyt
- of
- pois
- usein
- on
- kerran
- ONE
- vain
- toiminta
- or
- Muut
- ulos
- yli
- yleinen
- paria
- erityinen
- kulkea
- Suorittaa
- suorituskyky
- aika
- Fotonit
- Fysiikka
- Fysiikan maailma
- suunnitelma
- Platon
- Platonin tietotieto
- PlatonData
- mahdollinen
- Käytännön
- läsnäolo
- prosessi
- valmistettu
- suojattu
- protokolla
- toimittaa
- työntää
- Kvantti
- kvantitietokoneet
- kvantitiedot
- Kvantti Internet
- Kvanttimekaniikka
- kvanttiverkostot
- kvanttijärjestelmät
- kubittien
- hinta
- tavoittaa
- saavuttaa
- vastaanottaa
- punainen
- rekisteröitymättä
- merkityksellinen
- luotettava
- kaukosäädin
- toistuva
- edustavat
- tarvitaan
- vaatimukset
- tutkija
- Tutkijat
- ne
- rajoittaa
- rajoitettu
- johtua
- arviot
- säännöt
- s
- skaalautuva
- Toinen
- lähettää
- lähetetty
- erillinen
- Järjestys
- useat
- shouldnt
- osoittivat
- signaali
- signaalit
- yksinkertaisesti
- single
- So
- jonkin verran
- pian
- kuulostaa
- Alkaa
- Osavaltio
- Valtiot
- Vaihe
- Yhä
- Levytila
- verkkokaupasta
- tallennettu
- suora
- menestys
- onnistunut
- Onnistuneesti
- niin
- järjestelmä
- järjestelmät
- ottaen
- Tehtävä
- joukkue-
- Telecom
- tietoliikenne
- telealan
- kertoo
- testi
- että
- -
- Alue
- Alankomaat
- Valtion
- heidän
- Niitä
- itse
- sitten
- siksi
- Nämä
- ne
- tätä
- kolmella
- Kautta
- thumbnail
- aika
- kertaa
- että
- liian
- Yhteensä
- kohti
- siirtää
- totta
- kaksi
- valitettavasti
- Yliopistot
- yliopisto
- käytetty
- käyttämällä
- kautta
- visio
- oli
- Tapa..
- joka
- vaikka
- KUKA
- with
- sisällä
- ilman
- Referenssit
- työskentely
- maailman-
- zephyrnet