פיזיקאים באוניברסיטאות אינסברוק באוסטריה ופריז-סאקלי בצרפת שילבו לראשונה את כל הפונקציות המרכזיות של רשת קוונטית למרחקים ארוכים למערכת אחת. בניסוי הוכחת העיקרון, הם השתמשו במערכת זו כדי להעביר מידע קוונטי דרך מה שנקרא צומת חזר על פני מרחק של 50 קילומטרים - רחוק מספיק כדי לציין שאבני הבניין של רשתות קוונטיות מעשיות בקנה מידה גדול עשויות להיות בקרוב. בהישג יד.
לרשתות קוונטיות יש שני מרכיבים בסיסיים: המערכות הקוונטיות עצמן, הידועות כצמתים, וקשר אמין אחד או יותר ביניהן. רשת כזו יכולה לעבוד על ידי חיבור סיביות קוונטיות (או קיוביטים) של מחשבים קוונטיים מרובים כדי "לחלוק את העומס" של חישובים קוונטיים מורכבים. זה יכול לשמש גם לתקשורת קוונטית מאובטחת במיוחד.
אבל בניית רשת קוונטית היא משימה לא פשוטה. רשתות כאלה פועלות לרוב על ידי העברת פוטונים בודדים שמסתבכים; כלומר, המצב הקוונטי שלו קשור קשר הדוק למצבו של חלקיק קוונטי אחר. לרוע המזל, האות מפוטון בודד הולך לאיבוד בקלות למרחקים ארוכים. נושאי מידע קוונטי יכולים גם לאבד את הטבע הקוונטי שלהם בתהליך המכונה דה-קוהרנטיות. חיזוק האותות הללו חיוני אפוא.
חזרה ללא היסוס או סטייה
חוזרים קוונטיים יכולים לספק דחיפה זו, אך לא בצורה פשוטה. מכיוון שכללי מכניקת הקוונטים מגבילים את ההעתקה של מצבים מסובכים, המשחזרים אינם יכולים פשוט להעתיק את האות שהם מקבלים ולהעביר אותו לצומת הבא. במקום זאת, עליהם לאחסן מידע במה שנקרא זיכרון קוונטי ולאחר מכן להעביר אותו באמצעות תהליך המכונה מדידת מצב פעמון (BSM).
משחזר קוונטי בעל יכולת מלאה גם צריך לעמוד בדרישות מעשיות מסוימות. ראשית, האותות הקוונטיים צריכים להיות באורכי גל המשמשים בתקשורת, כך שהם יכולים להיות מועברים דרך סיבים אופטיים ללא אובדן גדול מדי. שנית, זמן האחסון של הזיכרון הקוונטי צריך לעלות על הזמן הדרוש ליצירת הסתבכות. לבסוף, כל שלב בתהליך צריך להיות דטרמיניסטי, כלומר צריך להפיק אותות לאחר כל שלב מוצלח.
הכל באחד
העבודה האחרונה, המתוארת ב מכתבי סקירה פיזית, משלב את כל שלוש הדרישות המעשיות בניסוי יחיד. ברצף האירועים הראשוני, שני יוני סידן לכודים פולטים כל אחד פוטון ויוצרים שני זוגות פוטון-יון סבוכים. כאן פועלים היונים הלכודים כקיוביטים, והמצבים הקוונטיים שלהם מופצים על פני הרשת הקוונטית. הפוטונים בזוגות אלה מומרים לאחר מכן לאורך גל טלקום של 1550 ננומטר ונשלחים לשני צמתים שונים באמצעות סיבים אופטיים נפרדים באורך 25 ק"מ. המרחק הכולל בין הצמתים הוא לפיכך 50 ק"מ.
בכל פעם שאחד הפוטונים מגיע לצומת המיועד לו, מצב היון המסובך שלו נשמר במצבי הזיכרון המוגנים של היון. לאחר מכן המערכת עושה ניסיונות חוזרים ונשנים לשלוח פוטון שני (מסובך עם היון השני) לצומת השני. ברגע שמתגלים פוטונים בשני הצמתים, הנסיינים מבצעים BSM כדי להעביר את מצבי היונים לפוטונים המסובכים שלהם.
כדי לבדוק את הפרוטוקול הזה, החוקרים חזרו עליו 44 פעמים על פני תקופה של 720 דקות, ורשמו 33 הצלחות ב-2053 ניסיונות לסבך פוטונים בין הצמתים המרוחקים. זה אולי לא נשמע כמו שיעור הצלחה גבוה, אבל הנוכחות של זיכרונות היונים הפכה את הסבירות ליצירת הסתבכות פי 2. זה מצביע על כך ששיפורים נוספים עשויים להיות אפשריים, עד לגבול שבו שני הגלאים מזהים בהצלחה את שני הפוטונים ומוגבלים רק על ידי דה-קוהרנטיות במצבי הזיכרון של היונים.
הרחבת הרשת עוד יותר
החוקרים גם דגלו עד כמה אפשר לדחוף את השיטה שלהם. תוך התחשבות בכל הגורמים השונים, הם הראו שרשת של 17 צמתים משחזרים מבוססי יונים יכולה ליצור הסתבכות בין יונים במרחק של 800 קילומטרים זה מזה. לדברי החוקר הראשי בן לניון מאוניברסיטת אינסברוק, חברי הצוות מתכננים כעת לשחרר את הסיבים שנמצאים כעת במעבדות שלהם ולשלוח הסתבכות מחוץ לקמפוס, לתוך רשת הסיבים האופטיים המסחרית הקיימת. "החזון שלנו הוא לצאת מהמעבדה ולהתחיל לבנות רשתות קוונטיות של חומר ואור בין ערים ומדינות", הוא אומר. עולם הפיזיקה.
משחזרים קוונטיים חדשים יכולים לאפשר אינטרנט קוונטי ניתן להרחבה
רונלד הנסון, פיזיקאי ב-QuTech בהולנד שלא היה מעורב בעבודה, מתאר את התוצאה כחשובה מכיוון שהיא משלבת מספר אלמנטים הנדרשים עבור משחזר קוונטי. בפרט, הוא מציין שהניסוי מדגים פעולה מרובת קיוביטים בתוך הצומת, ממשקי קיוביט-פוטונים יעילים ותאימות טלקום, כאשר כל אלמנט פועל בנאמנות גבוהה כדי לתת ביצועים כלליים טובים - המדד הרלוונטי ביותר. בעוד שאינטרנט קוונטי מתפקד במלואו עדיין רחוק, הנסון מאמין שההדגמה הזו היא צעד לקראת חוזרים קוונטיים פונקציונליים המבוססים על יונים לכודים.
- הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
- EVM Finance. ממשק מאוחד למימון מבוזר. גישה כאן.
- Quantum Media Group. IR/PR מוגבר. גישה כאן.
- PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
- מקור: https://physicsworld.com/a/quantum-repeater-transmits-entanglement-over-50-kilometres/
- :הוא
- :לֹא
- :איפה
- $ למעלה
- 17
- 50
- 7
- a
- AC
- פי
- חֶשְׁבּוֹן
- לאחר
- תעשיות
- גם
- an
- ו
- אחר
- בנפרד
- ARE
- AREA
- סביב
- אמן
- AS
- At
- ניסיונות
- אוסטריה
- מבוסס
- BE
- כי
- מאמין
- פעמון
- בֵּין
- אבני
- כָּחוֹל
- לְהַגבִּיר
- חיזוק
- שניהם
- בִּניָן
- אבל
- by
- סִידָן
- חישובים
- קמפוס
- CAN
- לא יכול
- מסוגל
- מובילים
- מסוים
- ערים
- מקרוב
- משולב
- משלב
- מסחרי
- תקשורת
- תאימות
- מורכב
- להיענות
- רכיבים
- מחשבים
- מחובר
- מקשר
- חיבורי
- הומר
- הַעתָקָה
- יכול
- מדינות
- כיום
- מדגים
- מְתוּאָר
- יעוד
- זוהה
- אחר
- מרחק
- מופץ
- כל אחד
- בקלות
- קל
- יעיל
- חשמל
- אלמנט
- אלמנטים
- לאפשר
- מספיק
- חיוני
- להקים
- מקימים
- אירועים
- עולה על
- קיימים
- לְנַסוֹת
- גורמים
- רחוק
- דיוק
- בסופו של דבר
- ראשון
- firsttime
- בעד
- צרפת
- החל מ-
- לגמרי
- פונקציונלי
- פונקציות
- תִפקוּד
- יסודי
- נוסף
- ליצור
- לקבל
- לתת
- טוב
- יש
- he
- לֵב
- כאן
- גָבוֹהַ
- איך
- HTML
- HTTPS
- תמונה
- חשוב
- שיפורים
- in
- להצביע
- מצביע על
- מידע
- בתחילה
- במקום
- ממשקים
- אינטרנט
- אל תוך
- מעורב
- סוגיה
- IT
- שֶׁלָה
- jpg
- מפתח
- ידוע
- מעבדה
- מעבדות
- בקנה מידה גדול
- האחרון
- עוֹפֶרֶת
- אוֹר
- כמו
- סביר
- להגביל
- קווים
- צמוד
- ארוך
- להפסיד
- את
- אבוד
- עשוי
- עושה
- דבר
- max-width
- מאי..
- משמעות
- מדידה
- מכניקה
- להרשם/להתחבר
- זכרונות
- זכרון
- שיטה
- מטרי
- יכול
- דקות
- יותר
- רוב
- הרבה
- מספר
- צריך
- טבע
- צורך
- נחוץ
- צרכי
- הולנד
- רשת
- רשתות
- הבא
- לא
- צומת
- צמתים
- הערות
- עַכשָׁיו
- of
- כבוי
- לעתים קרובות
- on
- פעם
- ONE
- רק
- מבצע
- or
- אחר
- הַחוּצָה
- יותר
- מקיף
- זוגות
- מסוים
- לעבור
- לְבַצֵעַ
- ביצועים
- תקופה
- פוטונים
- פיסיקה
- עולם הפיזיקה
- תכנית
- אפלטון
- מודיעין אפלטון
- אפלטון נתונים
- אפשרי
- מעשי
- נוכחות
- תהליך
- מיוצר
- מוּגָן
- פרוטוקול
- לספק
- דחף
- קוונטית
- מחשבים קוונטיים
- מידע קוונטי
- אינטרנט קוונטי
- מכניקה קוואנטית
- רשתות קוונטיות
- מערכות קוונטיות
- קווביטים
- ציון
- לְהַגִיעַ
- מגיע
- לקבל
- Red
- רישום
- רלוונטי
- אָמִין
- מרחוק
- חזר
- המייצג
- נדרש
- דרישות
- חוקר
- חוקרים
- אלה
- לְהַגבִּיל
- מוגבל
- תוצאה
- סקירה
- כללי
- s
- להרחבה
- שְׁנִיָה
- לשלוח
- נשלח
- נפרד
- רצף
- כמה
- צריך
- הראה
- לאותת
- אותות
- בפשטות
- יחיד
- So
- כמה
- בקרוב
- קול
- התחלה
- מדינה
- הברית
- שלב
- עוד
- אחסון
- חנות
- מאוחסן
- פשוט
- הצלחה
- מוצלח
- בהצלחה
- כזה
- מערכת
- מערכות
- נטילת
- המשימות
- נבחרת
- טלקום
- התקשורת
- הטלקום
- אומר
- מבחן
- זֶה
- השמיים
- האזור
- הולנד
- המדינה
- שֶׁלָהֶם
- אותם
- עצמם
- אז
- לכן
- אלה
- הֵם
- זֶה
- שְׁלוֹשָׁה
- דרך
- תמונה ממוזערת
- זמן
- פִּי
- ל
- גַם
- סה"כ
- לקראת
- להעביר
- נָכוֹן
- שתיים
- לצערי
- אוניברסיטאות
- אוניברסיטה
- מְשׁוּמָשׁ
- באמצעות
- באמצעות
- חזון
- היה
- דֶרֶך..
- אשר
- בזמן
- מי
- עם
- בתוך
- לְלֹא
- תיק עבודות
- עובד
- עוֹלָם
- זפירנט