Fizicienii de la Universitățile din Innsbruck din Austria și Paris-Saclay din Franța au combinat pentru prima dată toate funcționalitățile cheie ale unei rețele cuantice la distanță lungă într-un singur sistem. Într-un experiment de demonstrare a principiului, ei au folosit acest sistem pentru a transfera informații cuantice printr-un așa-numit nod repetitor pe o distanță de 50 de kilometri – suficient de departe pentru a indica faptul că blocurile de bază ale rețelelor cuantice practice, la scară largă, ar putea fi în curând in proximitate.
Rețelele cuantice au două componente fundamentale: sistemele cuantice în sine, cunoscute sub numele de noduri, și una sau mai multe conexiuni de încredere între ele. O astfel de rețea ar putea funcționa prin conectarea biților cuantici (sau qubiții) ai mai multor computere cuantice pentru a „împărtăși sarcina” calculelor cuantice complexe. Ar putea fi folosit și pentru comunicații cuantice super-securizate.
Dar construirea unei rețele cuantice nu este o sarcină ușoară. Astfel de rețele funcționează adesea prin transmiterea de fotoni unici care sunt încurși; adică starea sa cuantică este strâns legată de starea unei alte particule cuantice. Din păcate, semnalul de la un singur foton se pierde ușor pe distanțe lungi. Purtătorii de informații cuantice își pot pierde, de asemenea, natura cuantică într-un proces cunoscut sub numele de decoerență. Amplificarea acestor semnale este, prin urmare, esențială.
Repetare fără ezitare sau abatere
Repetoarele cuantice pot oferi acest impuls, dar nu într-un mod simplu. Deoarece regulile mecanicii cuantice restricționează copierea stărilor încurcate, repetorii nu pot copia pur și simplu semnalul pe care îl primesc și să-l transmită următorului nod. În schimb, ei trebuie să stocheze informații într-o așa-numită memorie cuantică și apoi să le transfere folosind un proces cunoscut sub numele de măsurarea stării Bell (BSM).
Un repetor cuantic complet capabil trebuie, de asemenea, să respecte anumite cerințe practice. În primul rând, semnalele cuantice trebuie să fie la lungimi de undă utilizate în telecomunicații, astfel încât să poată fi transmise prin fibre optice fără pierderi prea mari. În al doilea rând, timpul de stocare al memoriei cuantice ar trebui să depășească timpul necesar pentru a genera încurcarea. În cele din urmă, fiecare pas din proces ar trebui să fie determinist, ceea ce înseamnă că semnalele trebuie să fie produse după fiecare pas de succes.
Toate într-un singur
Cea mai recentă lucrare, care este descrisă în Scrisori de recenzie fizică, combină toate cele trei cerințe practice într-un singur experiment. În secvența inițială a evenimentelor, doi ioni de calciu prinși emit fiecare un foton, formând două perechi foton-ion încurcate. Aici ionii prinși funcționează ca qubiți, iar stările lor cuantice sunt distribuite în rețeaua cuantică. Fotonii din aceste perechi sunt apoi convertiți la lungimea de undă de telecomunicații de 1550 nm și trimiși la două noduri diferite prin fibre optice separate, lungi de 25 km. Distanța totală dintre noduri este astfel de 50 km.
Ori de câte ori unul dintre fotoni ajunge la nodul său desemnat, starea ionului său încurcat este stocată în stările de memorie protejate ale ionului. Sistemul face apoi încercări repetate de a trimite un al doilea foton (încurcat cu al doilea ion) către celălalt nod. Odată ce fotonii sunt detectați la ambele noduri, experimentatorii efectuează un BSM pentru a transfera stările ionilor către fotonii încâlciți respectivi.
Pentru a testa acest protocol, cercetătorii l-au repetat de 44 720 de ori pe o perioadă de 33 de minute, înregistrând 2053 2 de succese în 229 883 128 de încercări de a încurca fotoni între nodurile îndepărtate. S-ar putea să nu sune ca o rată mare de succes, dar prezența amintirilor ionice a făcut ca stabilirea încurcăturii să fie de XNUMX de ori mai probabilă. Acest lucru indică faptul că pot fi posibile îmbunătățiri suplimentare, până la limita în care ambii detectoare detectează cu succes ambii fotoni și sunt restricționate doar de decoerența stărilor de memorie ale ionilor.
Extinderea rețelei în continuare
Cercetătorii au modelat, de asemenea, cât de departe ar putea fi împinsă metoda lor. Luând în considerare toți factorii diferiți, ei au arătat că o rețea de 17 noduri repetoare bazate pe ioni ar putea stabili încurcarea între ioni la o distanță de 800 de kilometri. Potrivit cercetătorului principal Ben Lanyon de la Universitatea din Innsbruck, membrii echipei intenționează acum să deruleze fibrele care se află în prezent în laboratoarele lor și să trimită încurcături în afara campusului, în rețeaua comercială de fibră optică existentă. „Viziunea noastră este să ieșim din laborator și să începem să construim rețele cuantice de materie și lumină între orașe și țări”, spune el. Lumea fizicii.
Noile repetoare cuantice ar putea permite un internet cuantic scalabil
Ronald Hanson, un fizician de la QuTech din Olanda care nu a fost implicat în lucrare, descrie rezultatul ca fiind important deoarece combină mai multe elemente necesare unui repetor cuantic. În special, el observă că experimentul demonstrează funcționarea multi-qubit în interiorul nodului, interfețe eficiente qubit-foton și compatibilitate cu telecomunicațiile, fiecare element lucrând la o fidelitate ridicată pentru a oferi o performanță generală bună - cea mai relevantă măsură. În timp ce un internet cuantic pe deplin funcțional este încă departe, Hanson crede că această demonstrație este un pas către repetoare cuantice funcționale bazate pe ioni prinși.
- Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
- EVM Finance. Interfață unificată pentru finanțare descentralizată. Accesați Aici.
- Grupul Quantum Media. IR/PR amplificat. Accesați Aici.
- PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
- Sursa: https://physicsworld.com/a/quantum-repeater-transmits-entanglement-over-50-kilometres/
- :este
- :nu
- :Unde
- $UP
- 17
- 50
- 7
- a
- AC
- Conform
- Cont
- După
- TOATE
- de asemenea
- an
- și
- O alta
- separat
- SUNT
- ZONĂ
- în jurul
- artist
- AS
- At
- Încercările
- Austria
- bazat
- BE
- deoarece
- consideră că
- Clopot
- între
- Blocuri
- Albastru
- a stimula
- stimularea
- atât
- Clădire
- dar
- by
- Calciu
- calcule
- Campus
- CAN
- nu poti
- capabil
- purtătorii
- sigur
- Oraşe
- îndeaproape
- combinate
- combină
- comercial
- Comunicații
- compatibilitate
- complex
- se conforma
- componente
- Calculatoare
- legat
- Conectarea
- Conexiuni
- convertit
- copiere
- ar putea
- țări
- În prezent
- demonstrează
- descris
- desemnat
- detectat
- diferit
- distanţă
- distribuite
- fiecare
- cu ușurință
- uşor
- eficient
- electricitate
- element
- element
- permite
- suficient de
- esenţial
- stabili
- stabilirea
- evenimente
- depăși
- existent
- experiment
- factori
- departe
- fidelitate
- În cele din urmă
- First
- prima dată
- Pentru
- Franţa
- din
- complet
- funcțional
- funcționalități
- funcționare
- fundamental
- mai mult
- genera
- obține
- Da
- bine
- Avea
- he
- inimă
- aici
- Înalt
- Cum
- HTML
- HTTPS
- imagine
- important
- îmbunătățiri
- in
- indica
- indică
- informații
- inițială
- in schimb
- interfeţe
- Internet
- în
- implicat
- problema
- IT
- ESTE
- jpg
- Cheie
- cunoscut
- de laborator
- Labs
- pe scară largă
- Ultimele
- conduce
- ușoară
- ca
- Probabil
- LIMITĂ
- linii
- legate de
- Lung
- pierde
- de pe
- pierdut
- făcut
- FACE
- materie
- max-width
- Mai..
- sens
- măsurare
- mecanică
- Membri actuali
- Amintiri
- Memorie
- metodă
- metric
- ar putea
- minute
- mai mult
- cele mai multe
- mult
- multiplu
- trebuie sa
- Natură
- Nevoie
- necesar
- nevoilor
- Olanda
- reţea
- rețele
- următor
- Nu.
- nod
- noduri
- notițe
- acum
- of
- de pe
- de multe ori
- on
- dată
- ONE
- afară
- operaţie
- or
- Altele
- afară
- peste
- global
- perechi
- special
- trece
- Efectua
- performanță
- perioadă
- Fotonii
- Fizică
- Lumea fizicii
- plan
- Plato
- Informații despre date Platon
- PlatoData
- posibil
- Practic
- prezenţă
- proces
- Produs
- protejat
- protocol
- furniza
- împins
- Cuantic
- calculatoare cuantice
- informație cuantică
- Internet cuantic
- Mecanica cuantică
- rețele cuantice
- sisteme cuantice
- qubiti
- rată
- ajunge
- aTINGE
- a primi
- Roșu
- înregistrare
- de încredere
- la distanta
- repetat
- reprezentând
- necesar
- Cerinţe
- cercetător
- cercetători
- respectiv
- restrânge
- limitat
- rezultat
- revizuiască
- norme
- s
- scalabil
- Al doilea
- trimite
- trimis
- distinct
- Secvenţă
- câteva
- să
- a arătat
- Semnal
- semnalele
- pur şi simplu
- singur
- So
- unele
- curând
- Suna
- Începe
- Stat
- Statele
- Pas
- Încă
- depozitare
- stoca
- stocate
- simplu
- succes
- de succes
- Reușit
- astfel de
- sistem
- sisteme
- luare
- Sarcină
- echipă
- telecom
- de telecomunicaţii
- în domeniul telecomunicațiilor
- spune
- test
- acea
- Zona
- Olanda
- Statul
- lor
- Lor
- se
- apoi
- prin urmare
- Acestea
- ei
- acest
- trei
- Prin
- miniatura
- timp
- ori
- la
- de asemenea
- Total
- față de
- transfer
- adevărat
- Două
- din pacate
- Universități
- universitate
- utilizat
- folosind
- de
- viziune
- a fost
- Cale..
- care
- în timp ce
- OMS
- cu
- în
- fără
- Apartamente
- de lucru
- lume
- zephyrnet