Fiziki na univerzah v Innsbrucku v Avstriji in Paris-Saclay v Franciji so prvič združili vse ključne funkcionalnosti kvantnega omrežja na dolge razdalje v en sam sistem. V eksperimentu za dokazovanje principa so ta sistem uporabili za prenos kvantnih informacij preko tako imenovanega repetitorskega vozlišča na razdalji 50 kilometrov – dovolj daleč, da nakazuje, da bodo gradniki praktičnih obsežnih kvantnih omrežij morda kmalu v dosegu.
Kvantna omrežja imajo dve temeljni komponenti: same kvantne sisteme, znane kot vozlišča, in eno ali več zanesljivih povezav med njimi. Takšno omrežje bi lahko delovalo s povezovanjem kvantnih bitov (ali kubitov) več kvantnih računalnikov, da bi "delili breme" kompleksnih kvantnih izračunov. Lahko bi ga uporabili tudi za super varne kvantne komunikacije.
Toda izgradnja kvantnega omrežja ni lahka naloga. Takšna omrežja pogosto delujejo tako, da oddajajo posamezne fotone, ki so zapleteni; to pomeni, da je njegovo kvantno stanje tesno povezano s stanjem drugega kvantnega delca. Na žalost se signal iz enega samega fotona zlahka izgubi na velikih razdaljah. Nosilci kvantne informacije lahko tudi izgubijo svojo kvantno naravo v procesu, znanem kot dekoherenca. Krepitev teh signalov je zato bistvena.
Ponavljanje brez oklevanja in odstopanja
Kvantni repetitorji lahko zagotovijo to spodbudo, vendar ne na preprost način. Ker pravila kvantne mehanike omejujejo kopiranje zapletenih stanj, repetitorji ne morejo preprosto kopirati signala, ki ga prejmejo, in ga posredovati naslednjemu vozlišču. Namesto tega morajo shraniti informacije v tako imenovani kvantni pomnilnik in jih nato prenesti s postopkom, znanim kot merjenje stanja Bell (BSM).
Povsem zmogljiv kvantni repetitor mora izpolnjevati tudi nekatere praktične zahteve. Prvič, kvantni signali morajo biti na valovnih dolžinah, ki se uporabljajo v telekomunikacijah, tako da jih je mogoče prenašati po optičnih vlaknih brez prevelikih izgub. Drugič, čas shranjevanja kvantnega pomnilnika bi moral presegati čas, potreben za ustvarjanje prepletenosti. Končno mora biti vsak korak v procesu determinističen, kar pomeni, da je treba signale proizvesti po vsakem uspešnem koraku.
Vse v enem
Zadnje delo, ki je opisano v Pisni pregledi fizike, združuje vse tri praktične zahteve v enem poskusu. V začetnem zaporedju dogodkov dva ujeta kalcijeva iona oddata vsak po en foton in tvorita dva zapletena para foton-ion. Tukaj ujeti ioni delujejo kot kubiti, njihova kvantna stanja pa so porazdeljena po kvantnem omrežju. Fotoni v teh parih se nato pretvorijo v telekomunikacijsko valovno dolžino 1550 nm in pošljejo v dve različni vozlišči preko ločenih 25 km dolgih optičnih vlaken. Skupna razdalja med vozlišči je tako 50 km.
Kadarkoli eden od fotonov doseže svoje določeno vozlišče, se stanje njegovega zapletenega iona shrani v zaščitena pomnilniška stanja iona. Sistem nato večkrat poskuša poslati drugi foton (zapleten z drugim ionom) v drugo vozlišče. Ko so fotoni zaznani na obeh vozliščih, eksperimentatorji izvedejo BSM za prenos ionskih stanj na njihove ustrezne zapletene fotone.
Da bi preizkusili ta protokol, so ga raziskovalci ponovili 44-krat v obdobju 720 minut in zabeležili 33 uspehov v 2053 poskusih zapletanja fotonov med oddaljena vozlišča. To morda ne zveni kot visoka stopnja uspeha, vendar je prisotnost ionskih spominov povzročila 2-krat večjo verjetnost vzpostavitve zapleta. To nakazuje, da so možne nadaljnje izboljšave, do meje, kjer oba detektorja uspešno zaznata oba fotona in sta omejena samo z dekoherenco v pomnilniških stanjih ionov.
Nadaljnja širitev mreže
Raziskovalci so tudi modelirali, kako daleč je mogoče doseči njihovo metodo. Ob upoštevanju vseh različnih dejavnikov so pokazali, da bi lahko mreža 17 ponavljalnih vozlišč na osnovi ionov vzpostavila zaplet med ioni, oddaljenimi 800 kilometrov. Po mnenju vodilnega raziskovalca Ben Lanyon Univerze v Innsbrucku, člani ekipe zdaj načrtujejo odviti vlakna, ki so trenutno v njihovih laboratorijih, in poslati prepletenost izven kampusa v obstoječe komercialno omrežje optičnih vlaken. "Naša vizija je izstopiti iz laboratorija in začeti graditi kvantna omrežja snovi in svetlobe med mesti in državami," pravi Svet fizike.
Novi kvantni repetitorji bi lahko omogočili razširljiv kvantni internet
Ronald Hanson, fizik pri QuTechu na Nizozemskem, ki ni bil vključen v delo, opisuje rezultat kot pomemben, ker združuje več elementov, potrebnih za kvantni repetitor. Zlasti ugotavlja, da poskus dokazuje delovanje več kubitov znotraj vozlišča, učinkovite vmesnike kubit-foton in telekomunikacijsko združljivost, pri čemer vsak element deluje z visoko zvestobo, da zagotovi dobro splošno zmogljivost – najpomembnejša metrika. Medtem ko je popolnoma delujoč kvantni internet še daleč, Hanson meni, da je ta predstavitev korak k funkcionalnim kvantnim repetitorjem, ki temeljijo na ujetih ionih.
- Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
- EVM Finance. Poenoten vmesnik za decentralizirane finance. Dostopite tukaj.
- Quantum Media Group. IR/PR ojačan. Dostopite tukaj.
- PlatoAiStream. Podatkovna inteligenca Web3. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
- vir: https://physicsworld.com/a/quantum-repeater-transmits-entanglement-over-50-kilometres/
- : je
- :ne
- :kje
- $GOR
- 17
- 50
- 7
- a
- AC
- Po
- Račun
- po
- vsi
- Prav tako
- an
- in
- Še ena
- narazen
- SE
- OBMOČJE
- okoli
- umetnik
- AS
- At
- Poskusi
- Avstrija
- temeljijo
- BE
- ker
- meni
- Bell
- med
- Bloki
- Modra
- povečanje
- povečanje
- tako
- Building
- vendar
- by
- Kalcij
- Izračuni
- Campus
- CAN
- ne more
- lahko
- prevoznikov
- nekatere
- Mesta
- tesno
- kombinirani
- združuje
- komercialna
- Communications
- združljivost
- kompleksna
- izpolnjujejo
- deli
- računalniki
- povezane
- Povezovanje
- povezave
- pretvori
- kopiranje
- bi
- države
- Trenutno
- dokazuje,
- opisano
- imenovani
- Zaznali
- drugačen
- razdalja
- porazdeljena
- vsak
- enostavno
- lahka
- učinkovite
- elektrika
- element
- elementi
- omogočajo
- dovolj
- bistvena
- vzpostaviti
- vzpostavitev
- dogodki
- presega
- obstoječih
- poskus
- dejavniki
- daleč
- zvestoba
- končno
- prva
- prvič
- za
- Francija
- iz
- v celoti
- funkcionalno
- funkcionalnosti
- delovanje
- temeljna
- nadalje
- ustvarjajo
- dobili
- Daj
- dobro
- Imajo
- he
- Srce
- tukaj
- visoka
- Kako
- HTML
- HTTPS
- slika
- Pomembno
- Izboljšave
- in
- Navedite
- označuje
- Podatki
- začetna
- Namesto
- vmesniki
- Internet
- v
- vključeni
- vprašanje
- IT
- ITS
- jpg
- Ključne
- znano
- lab
- Labs
- obsežne
- Zadnji
- vodi
- light
- kot
- Verjeten
- LIMIT
- linije
- povezane
- Long
- izgubiti
- off
- izgubil
- je
- IZDELA
- Matter
- max širine
- Maj ..
- kar pomeni,
- Merjenje
- mehanika
- člani
- spomini
- Spomin
- Metoda
- meritev
- morda
- Minute
- več
- Najbolj
- veliko
- več
- morajo
- Narava
- Nimate
- potrebna
- potrebe
- Nizozemska
- mreža
- omrežij
- Naslednja
- št
- Vozel
- vozlišča
- Opombe
- zdaj
- of
- off
- pogosto
- on
- enkrat
- ONE
- samo
- Delovanje
- or
- Ostalo
- ven
- več
- Splošni
- parov
- zlasti
- mimo
- Izvedite
- performance
- Obdobje
- Fotoni
- Fizika
- Svet fizike
- Načrt
- platon
- Platonova podatkovna inteligenca
- PlatoData
- mogoče
- Praktično
- Prisotnost
- Postopek
- Proizvedeno
- zaščiteni
- protokol
- zagotavljajo
- potisnilo
- Kvantna
- kvantni računalniki
- kvantne informacije
- Kvantni internet
- Kvantna mehanika
- kvantna omrežja
- kvantni sistemi
- qubits
- Oceniti
- dosežejo
- Doseže
- prejeti
- Rdeča
- registracijo
- pomembno
- zanesljiv
- daljinsko
- ponovi
- predstavlja
- obvezna
- Zahteve
- raziskovalec
- raziskovalci
- tisti,
- omejiti
- omejeno
- povzroči
- pregleda
- pravila
- s
- razširljive
- drugi
- pošljite
- poslan
- ločena
- Zaporedje
- več
- shouldnt
- je pokazala,
- Signal
- signali
- preprosto
- sam
- So
- nekaj
- Kmalu
- zvok
- Začetek
- Država
- Države
- Korak
- Še vedno
- shranjevanje
- trgovina
- shranjeni
- naravnost
- uspeh
- uspešno
- Uspešno
- taka
- sistem
- sistemi
- ob
- Naloga
- skupina
- telecom
- telekomunikacije
- telekomunikacije
- pove
- Test
- da
- O
- Območje
- Nizozemska
- Država
- njihove
- Njih
- sami
- POTEM
- zato
- te
- jih
- ta
- 3
- skozi
- thumbnail
- čas
- krat
- do
- tudi
- Skupaj za plačilo
- proti
- prenos
- Res
- dva
- na žalost
- Univerze
- univerza
- Rabljeni
- uporabo
- preko
- Vizija
- je
- način..
- ki
- medtem
- WHO
- z
- v
- brez
- delo
- deluje
- svet
- zefirnet