Az ausztriai Innsbrucki és a francia Paris-Saclay Egyetem fizikusai először egyesítették egyetlen rendszerben a nagy távolságú kvantumhálózat összes kulcsfontosságú funkcióját. Egy alapelv-kísérlet során ezzel a rendszerrel kvantuminformációkat vittek át egy úgynevezett ismétlő csomóponton keresztül 50 kilométeres távolságon keresztül – elég messzire ahhoz, hogy jelezze, a gyakorlatias, nagyszabású kvantumhálózatok építőkövei hamarosan karnyújtásnyira.
A kvantumhálózatoknak két alapvető összetevője van: maguk a kvantumrendszerek, az úgynevezett csomópontok, és egy vagy több megbízható kapcsolat közöttük. Egy ilyen hálózat úgy működhet, hogy több kvantumszámítógép kvantumbitjeit (vagy qubitjeit) összekapcsolja a komplex kvantumszámítások „terhelésének megosztása” érdekében. Szuperbiztonságos kvantumkommunikációra is használható.
A kvantumhálózat felépítése azonban nem könnyű feladat. Az ilyen hálózatok gyakran úgy működnek, hogy összegabalyodott egyetlen fotonokat továbbítanak; azaz kvantumállapota szorosan összefügg egy másik kvantumrészecske állapotával. Sajnos az egyetlen fotonból származó jel nagy távolságokon könnyen elveszik. A kvantuminformáció hordozói a dekoherencia néven ismert folyamat során is elveszíthetik kvantumtermészetüket. Ezért ezeknek a jeleknek az erősítése elengedhetetlen.
Ismétlés habozás és eltérés nélkül
A kvantumismétlők biztosíthatják ezt a lendületet, de nem egyértelmű módon. Mivel a kvantummechanika szabályai korlátozzák az összefonódott állapotok másolását, az átjátszók nem tudják egyszerűen lemásolni a kapott jelet, és továbbítani a következő csomópontnak. Ehelyett az információkat egy úgynevezett kvantum memóriában kell tárolniuk, majd a Bell állapotmérésnek (BSM) ismert folyamat segítségével továbbítaniuk kell.
A teljes képességű kvantumismétlőnek bizonyos gyakorlati követelményeknek is meg kell felelnie. Először is, a kvantumjeleknek a távközlésben használt hullámhosszakon kell lenniük, hogy túl sok veszteség nélkül továbbíthatók legyenek optikai szálakon. Másodszor, a kvantum memória tárolási idejének meg kell haladnia az összefonódás generálásához szükséges időt. Végül a folyamat minden lépésének determinisztikusnak kell lennie, ami azt jelenti, hogy minden sikeres lépés után jeleket kell előállítani.
All in one
A legújabb munka, amely leírása a Fizikai áttekintés betűk, mindhárom gyakorlati követelményt egyetlen kísérletben egyesíti. Az események kezdeti sorrendjében két-két csapdába esett kalciumion egy-egy fotont bocsát ki, két összegabalyodott foton-ion párt alkotva. Itt a csapdába esett ionok qubitként működnek, és kvantumállapotaik eloszlanak a kvantumhálózaton. Az ezekben a párokban lévő fotonokat ezután 1550 nm-es távközlési hullámhosszra konvertálják, és külön, 25 km hosszú optikai szálakon keresztül két különböző csomóponthoz továbbítják. A csomópontok közötti teljes távolság így 50 km.
Valahányszor az egyik foton eléri a kijelölt csomópontját, az összegabalyodott ionjának állapota az ion védett memóriaállapotaiban tárolódik. A rendszer ezután ismételten megkísérli egy második fotont (a második ionnal összegabalyodva) küldeni a másik csomóponthoz. Miután mindkét csomópontban fotonokat észleltek, a kísérletezők BSM-et hajtanak végre, hogy átvigyék az ionállapotokat a megfelelő összegabalyodott fotonjaikra.
A protokoll teszteléséhez a kutatók 44 720-szor megismételték 33 perc alatt, és 2053 2 229 kísérletben 883 sikert regisztráltak a fotonok távoli csomópontok közötti összefonódására. Lehet, hogy ez nem tűnik nagy sikeraránynak, de az ionmemóriák jelenléte 128-szor nagyobb valószínűséggel tette az összefonódást. Ez azt jelzi, hogy további fejlesztések lehetségesek, egészen addig a határig, amikor mindkét detektor sikeresen észleli mindkét fotont, és csak az ionok memóriaállapotainak dekoherenciája korlátozza őket.
A hálózat további bővítése
A kutatók azt is modellezték, hogy módszerüket milyen messzire lehet tolni. Az összes különböző tényezőt figyelembe véve kimutatták, hogy egy 17 ionalapú átjátszó csomópontból álló hálózat képes összefonódást létrehozni egymástól 800 kilométerre lévő ionok között. A vezető kutató szerint Ben Lanyon Az Innsbrucki Egyetemen a csapat tagjai most azt tervezik, hogy letekercselik a jelenleg laboratóriumukban lévő szálakat, és az összegabalyodást az egyetemről a meglévő kereskedelmi optikai szálhálózatba küldik. „Az a víziónk, hogy kilépjünk a laborból, és elkezdjük az anyag és a fény kvantumhálózatait építeni városok és országok között” – mondja. Fizika Világa.
Az új kvantumismétlők lehetővé tehetik a méretezhető kvantuminternetet
Ronald Hanson, a holland QuTech fizikusa, aki nem vett részt a munkában, az eredményt fontosnak írja le, mert több, a kvantumismétlőhöz szükséges elemet egyesít. Konkrétan megjegyzi, hogy a kísérlet a csomóponton belüli több qubit működést, a hatékony qubit-foton interfészt és a telekommunikációs kompatibilitást mutatja be, ahol minden egyes elem nagy pontossággal dolgozik, hogy jó általános teljesítményt biztosítson – ez a legfontosabb mérőszám. Míg a teljesen működő kvantuminternet még messze van, Hanson úgy véli, hogy ez a demonstráció egy lépés a csapdába esett ionokon alapuló funkcionális kvantumismétlők felé.
- SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
- EVM Finance. Egységes felület a decentralizált pénzügyekhez. Hozzáférés itt.
- Quantum Media Group. IR/PR erősített. Hozzáférés itt.
- PlatoAiStream. Web3 adatintelligencia. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
- Forrás: https://physicsworld.com/a/quantum-repeater-transmits-entanglement-over-50-kilometres/
- :is
- :nem
- :ahol
- $ UP
- 17
- 50
- 7
- a
- AC
- Szerint
- Fiók
- Után
- Minden termék
- Is
- an
- és a
- Másik
- külön
- VANNAK
- TERÜLET
- körül
- művész
- AS
- At
- Kísérletek
- Ausztria
- alapján
- BE
- mert
- úgy gondolja,
- Csengő
- között
- Blocks
- Kék
- fellendítésére
- fellendítése
- mindkét
- Épület
- de
- by
- Kalcium
- számítások
- KAPUSTÁBOR
- TUD
- nem tud
- képes
- hordozók
- bizonyos
- városok
- szorosan
- kombinált
- kombájnok
- kereskedelmi
- távközlés
- kompatibilitás
- bonyolult
- megfelelnek
- alkatrészek
- számítógépek
- összefüggő
- Csatlakozó
- kapcsolatok
- átalakított
- másolás
- tudott
- országok
- Jelenleg
- mutatja
- leírt
- kijelölt
- észlelt
- különböző
- távolság
- megosztott
- minden
- könnyen
- könnyű
- hatékony
- villamos energia
- elem
- elemek
- lehetővé
- elég
- alapvető
- létrehozni
- létrehozó
- események
- haladja meg
- létező
- kísérlet
- tényezők
- messze
- hűség
- Végül
- vezetéknév
- első
- A
- Franciaország
- ból ből
- teljesen
- funkcionális
- funkciós
- működése
- alapvető
- további
- generál
- kap
- Ad
- jó
- Legyen
- he
- Szív
- itt
- Magas
- Hogyan
- HTML
- HTTPS
- kép
- fontos
- fejlesztések
- in
- jelez
- jelzi
- információ
- kezdetben
- helyette
- interfészek
- Internet
- bele
- részt
- kérdés
- IT
- ITS
- jpg
- Kulcs
- ismert
- labor
- Labs
- nagyarányú
- legutolsó
- vezet
- fény
- mint
- Valószínű
- LIMIT
- vonalak
- összekapcsolt
- Hosszú
- veszít
- le
- elveszett
- készült
- KÉSZÍT
- Anyag
- max-width
- Lehet..
- jelenti
- mérés
- mechanika
- Partnerek
- Memories
- Memory design
- módszer
- metrikus
- esetleg
- Perc
- több
- a legtöbb
- sok
- többszörös
- kell
- Természet
- Szükség
- szükséges
- igények
- Hollandia
- hálózat
- hálózatok
- következő
- nem
- csomópont
- csomópontok
- Megjegyzések
- Most
- of
- kedvezmény
- gyakran
- on
- egyszer
- ONE
- csak
- működés
- or
- Más
- ki
- felett
- átfogó
- párok
- különös
- elhalad
- Teljesít
- teljesítmény
- időszak
- Fotonok
- Fizika
- Fizika Világa
- terv
- Plató
- Platón adatintelligencia
- PlatoData
- lehetséges
- Gyakorlati
- jelenlét
- folyamat
- Készült
- védett
- protokoll
- ad
- meglökött
- Kvantum
- kvantum számítógépek
- kvantuminformáció
- Kvantum Internet
- Kvantummechanika
- kvantumhálózatok
- kvantumrendszerek
- qubit
- Arány
- el
- Elér
- kap
- Piros
- regisztráció
- megbízható
- távoli
- megismételt
- képviselő
- kötelező
- követelmények
- kutató
- kutatók
- azok
- korlátoz
- korlátozott
- eredményez
- Kritika
- szabályok
- s
- skálázható
- Második
- küld
- küldött
- különálló
- Sorozat
- számos
- kellene
- kimutatta,
- Jel
- jelek
- egyszerűen
- egyetlen
- So
- néhány
- nemsokára
- hang
- kezdet
- Állami
- Államok
- Lépés
- Még mindig
- tárolás
- tárolni
- memorizált
- egyértelmű
- siker
- sikeres
- sikeresen
- ilyen
- rendszer
- Systems
- bevétel
- Feladat
- csapat
- távközlési
- távközlés
- távközlési
- megmondja
- teszt
- hogy
- A
- A terület
- Hollandia
- Az állam
- azok
- Őket
- maguk
- akkor
- ebből adódóan
- Ezek
- ők
- ezt
- három
- Keresztül
- miniatűr
- idő
- alkalommal
- nak nek
- is
- Végösszeg
- felé
- átruházás
- igaz
- kettő
- sajnálatos módon
- Egyetemek
- egyetemi
- használt
- segítségével
- keresztül
- látomás
- volt
- Út..
- ami
- míg
- WHO
- val vel
- belül
- nélkül
- Munka
- dolgozó
- világ
- zephyrnet