Фізики з університетів Інсбрука в Австрії та Париж-Сакле у Франції вперше об’єднали всі ключові функції міжміської квантової мережі в єдину систему. У експерименті з підтвердженням принципу вони використовували цю систему для передачі квантової інформації через так званий ретрансляційний вузол на відстань 50 кілометрів – достатньо далеко, щоб вказувати на те, що будівельні блоки практичних великомасштабних квантових мереж можуть незабаром бути створені. в межах досяжності.
Квантові мережі мають два фундаментальних компоненти: самі квантові системи, відомі як вузли, і один або кілька надійних зв’язків між ними. Така мережа може працювати, з’єднуючи квантові біти (або кубіти) кількох квантових комп’ютерів, щоб «розподілити навантаження» складних квантових обчислень. Його також можна використовувати для надбезпечного квантового зв’язку.
Але побудувати квантову мережу непросте завдання. Такі мережі часто працюють шляхом передачі окремих фотонів, які заплутані; тобто її квантовий стан тісно пов’язаний зі станом іншої квантової частинки. На жаль, сигнал від одного фотона легко втрачається на великій відстані. Носії квантової інформації також можуть втратити свою квантову природу в процесі, відомому як декогеренція. Тому посилення цих сигналів є важливим.
Повторення без вагань і відхилень
Квантові повторювачі можуть забезпечити це підвищення, але не прямим шляхом. Оскільки правила квантової механіки обмежують копіювання заплутаних станів, повторювачі не можуть просто скопіювати отриманий ними сигнал і передати його наступному вузлу. Замість цього вони повинні зберігати інформацію в так званій квантовій пам’яті, а потім передавати її за допомогою процесу, відомого як вимірювання стану Белла (BSM).
Повністю дієздатний квантовий повторювач також повинен відповідати певним практичним вимогам. По-перше, квантові сигнали мають бути на довжинах хвиль, які використовуються в телекомунікаціях, щоб їх можна було передавати через оптичні волокна без надто великих втрат. По-друге, час зберігання квантової пам'яті повинен перевищувати час, необхідний для створення заплутаності. Нарешті, кожен крок у процесі має бути детермінованим, що означає, що сигнали повинні вироблятися після кожного успішного кроку.
Все в одному
Остання робота, яка описана в Physical Review Letters,, поєднує всі три практичні вимоги в одному експерименті. У початковій послідовності подій кожен із двох захоплених іонів кальцію випромінює фотон, утворюючи дві заплутані пари фотон-іон. Тут захоплені іони працюють як кубіти, а їхні квантові стани розподіляються по квантовій мережі. Потім фотони в цих парах перетворюються на телекомунікаційну довжину хвилі 1550 нм і надсилаються до двох різних вузлів через окремі оптичні волокна довжиною 25 км. Таким чином, загальна відстань між вузлами становить 50 км.
Щоразу, коли один із фотонів досягає визначеного вузла, стан його заплутаного іона зберігається в захищених станах пам’яті іона. Потім система робить повторні спроби надіслати другий фотон (сплутаний другим іоном) до іншого вузла. Коли фотони виявлено в обох вузлах, експериментатори виконують BSM для передачі іонних станів їхнім відповідним заплутаним фотонам.
Щоб протестувати цей протокол, дослідники повторили його 44 720 разів протягом 33 хвилин, зареєструвавши 2053 2 успіхи в 229 883 128 спробах заплутати фотони між віддаленими вузлами. Можливо, це не звучить як високий рівень успіху, але наявність іонної пам’яті збільшувала ймовірність заплутування у XNUMX разів. Це вказує на те, що подальші вдосконалення можуть бути можливими, аж до межі, коли обидва детектори успішно виявляють обидва фотони і обмежені лише декогерентністю в станах пам’яті іонів.
Подальше розширення мережі
Дослідники також змоделювали, наскільки далеко можна просунути їхній метод. Беручи до уваги всі різні фактори, вони показали, що мережа з 17 іонних повторювальних вузлів може встановити заплутаність між іонами на відстані 800 кілометрів один від одного. За словами провідного дослідника Бен Ланьон Університету Інсбрука, члени команди тепер планують розмотати волокна, які зараз знаходяться в їхніх лабораторіях, і відправити сплутані волокна за межі кампусу в існуючу комерційну оптико-волоконну мережу. «Наше бачення полягає в тому, щоб вийти з лабораторії та почати будувати квантові мережі матерії та світла між містами та країнами», — розповідає він. Світ фізики.
Нові квантові повторювачі можуть увімкнути масштабований квантовий Інтернет
Рональд Хансон, фізик з QuTech у Нідерландах, який не брав участі в роботі, описує результат як важливий, оскільки він поєднує кілька елементів, необхідних для квантового повторювача. Зокрема, він зазначає, що експеримент демонструє багатокубітну роботу всередині вузла, ефективні кубіто-фотонні інтерфейси та телекомунікаційну сумісність, причому кожен елемент працює з високою точністю, щоб забезпечити хорошу загальну продуктивність – найбільш відповідний показник. Хоча до повноцінно функціонуючого квантового Інтернету ще далеко, Хенсон вважає, що ця демонстрація є кроком до функціональних квантових повторювачів на основі захоплених іонів.
- Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
- EVM Фінанси. Уніфікований інтерфейс для децентралізованих фінансів. Доступ тут.
- Quantum Media Group. ІЧ/ПР посилений. Доступ тут.
- PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
- джерело: https://physicsworld.com/a/quantum-repeater-transmits-entanglement-over-50-kilometres/
- :є
- : ні
- :де
- $UP
- 17
- 50
- 7
- a
- AC
- За
- рахунки
- після
- ВСІ
- Також
- an
- та
- Інший
- крім
- ЕСТЬ
- ПЛОЩА
- навколо
- художник
- AS
- At
- Спроби
- Австрія
- заснований
- BE
- оскільки
- вважає,
- Дзвін
- між
- блоки
- синій
- підвищення
- підвищення
- обидва
- Створюємо
- але
- by
- Кальцій
- розрахунки
- Кампус
- CAN
- не може
- здатний
- носіїв
- певний
- Міста
- тісно
- комбінований
- комбінати
- комерційний
- зв'язку
- сумісність
- комплекс
- дотримуватися
- Компоненти
- комп'ютери
- підключений
- З'єднувальний
- Зв'язки
- перероблений
- копіювання
- може
- країни
- В даний час
- демонструє
- описаний
- призначені
- виявлено
- різний
- відстань
- розподілений
- кожен
- легко
- легко
- ефективний
- електрика
- елемент
- елементи
- включіть
- досить
- істотний
- встановити
- налагодження
- Події
- перевищувати
- існуючий
- експеримент
- фактори
- далеко
- вірність
- в кінці кінців
- Перший
- перший раз
- для
- Франція
- від
- повністю
- функціональний
- функціональні можливості
- функціонування
- фундаментальний
- далі
- породжувати
- отримати
- Давати
- добре
- Мати
- he
- Серце
- тут
- Високий
- Як
- HTML
- HTTPS
- зображення
- важливо
- поліпшення
- in
- вказувати
- вказує
- інформація
- початковий
- замість
- Інтерфейси
- інтернет
- в
- залучений
- питання
- IT
- ЙОГО
- JPG
- ключ
- відомий
- lab
- Labs
- масштабний
- останній
- вести
- світло
- як
- Ймовірно
- МЕЖА
- ліній
- пов'язаний
- Довго
- втрачати
- від
- втрачений
- made
- РОБОТИ
- Матерія
- макс-ширина
- Може..
- сенс
- вимір
- механіка
- члени
- пам'яті
- пам'ять
- метод
- метрика
- може бути
- хвилин
- більше
- найбільш
- багато
- множинний
- повинен
- природа
- Необхідність
- необхідний
- потреби
- Нідерланди
- мережу
- мереж
- наступний
- немає
- вузол
- вузли
- примітки
- зараз
- of
- від
- часто
- on
- один раз
- ONE
- тільки
- операція
- or
- Інше
- з
- над
- загальний
- пар
- приватність
- проходити
- Виконувати
- продуктивність
- period
- Фотони
- Фізика
- Світ фізики
- план
- plato
- Інформація про дані Платона
- PlatoData
- це можливо
- Практичний
- наявність
- процес
- Вироблений
- захищений
- протокол
- забезпечувати
- штовхнув
- Квантовий
- квантові комп'ютери
- квантова інформація
- Квантовий Інтернет
- Квантова механіка
- квантові мережі
- квантові системи
- кубіти
- ставка
- досягати
- Досягає
- отримати
- червоний
- реєструючий
- доречний
- надійний
- віддалений
- повторний
- представляє
- вимагається
- Вимога
- дослідник
- Дослідники
- ті
- обмежити
- обмежений
- результат
- огляд
- Правила
- s
- масштабовані
- другий
- послати
- посланий
- окремий
- Послідовність
- кілька
- Повинен
- показав
- Сигнал
- сигнали
- просто
- один
- So
- деякі
- скоро
- Звучати
- старт
- стан
- Штати
- Крок
- Як і раніше
- зберігання
- зберігати
- зберігати
- просто
- успіх
- успішний
- Успішно
- такі
- система
- Systems
- взяття
- Завдання
- команда
- телеком
- зв'язок
- телекоми
- розповідає
- тест
- Що
- Команда
- Площа
- Нідерланди
- Держава
- їх
- Їх
- самі
- потім
- отже
- Ці
- вони
- це
- три
- через
- слайдами
- час
- times
- до
- занадто
- Усього:
- до
- переклад
- правда
- два
- на жаль
- університети
- університет
- використовуваний
- використання
- через
- бачення
- було
- шлях..
- який
- в той час як
- ВООЗ
- з
- в
- без
- Work
- робочий
- світ
- зефірнет