Physicists at the Universities of Innsbruck in Austria and Paris-Saclay in France have combined all the key functionalities of a long-distance quantum network into a single system for the first time. In a proof-of-principle experiment, they used this system to transfer quantum information via a so-called repeater node over a distance of 50 kilometres – far enough to indicate that the building blocks of practical, large-scale quantum networks may soon be within reach.
Quantum networks have two fundamental components: the quantum systems themselves, known as nodes, and one or more reliable connections between them. Such a network could work by connecting the quantum bits (or qubits) of multiple quantum computers to “share the load” of complex quantum calculations. It could also be used for super-secure quantum communications.
But building a quantum network is no easy task. Such networks often work by transmitting single photons that are entangled; that is, its quantum state is closely linked to the state of another quantum particle. Unfortunately, the signal from a single photon is easily lost over long distances. Carriers of quantum information can also lose their quantum nature in a process known as decoherence. Boosting these signals is therefore essential.
Repetition without hesitation or deviation
Quantum repeaters can provide this boost, but not in a straightforward way. Because the rules of quantum mechanics restrict the copying of entangled states, repeaters cannot simply copy the signal they receive and pass it on to the next node. Instead, they must store information in a so-called quantum memory and then transfer it using a process known as a Bell state measurement (BSM).
A fully capable quantum repeater also needs to comply with certain practical requirements. Firstly, the quantum signals need to be at wavelengths used in telecommunications, so they can be transmitted through optical fibres without too much loss. Secondly, the storage time of the quantum memory should exceed the time needed to generate entanglement. Finally, each step in the process should be deterministic, meaning that signals need to be produced after each successful step.
میں سے ایک میں سب
The latest work, which is described in جسمانی جائزہ لینے کے خطوط, combines all three practical requirements in a single experiment. In the initial sequence of events, two trapped calcium ions each emit a photon, forming two entangled photon-ion pairs. Here the trapped ions work as qubits, and their quantum states are distributed over the quantum network. The photons in these pairs are then converted to the telecoms wavelength of 1550 nm and sent to two different nodes via separate 25-km-long optical fibres. The total distance between nodes is thus 50 km.
Whenever one of the photons reaches its designated node, the state of its entangled ion gets stored in the ion’s protected memory states. The system then makes repeated attempts to send a second photon (entangled with the second ion) to the other node. Once photons are detected at both nodes, the experimenters perform a BSM to transfer the ion states to their respective entangled photons.
To test this protocol, the researchers repeated it 44 720 times over a period of 33 minutes, registering 2053 successes in 2 229 883 attempts to entangle photons between the remote nodes. That might not sound like a high success rate, but the presence of the ion memories made establishing entanglement 128 times more likely. This indicates that further improvements may be possible, up to the limit where both detectors successfully detect both photons and are restricted only by decoherence in the ions’ memory states.
Extending the network further
The researchers also modelled how far their method could be pushed. Taking into account all the different factors, they showed that a network of 17 ion-based repeater nodes could establish entanglement between ions 800 kilometres apart. According to lead researcher بین لینون of the University of Innsbruck, members of the team now plan to uncoil the fibres that are currently in their labs and send entanglement off campus, into the existing commercial optical fibre network. “Our vision is to get out of the lab and start building quantum networks of matter and light between cities and countries,” he tells طبیعیات کی دنیا.
نئے کوانٹم ریپیٹر ایک قابل توسیع کوانٹم انٹرنیٹ کو فعال کر سکتے ہیں۔
رونالڈ ہینسن, a physicist at QuTech in the Netherlands who was not involved in the work, describes the result as important because it combines several elements required for a quantum repeater. In particular, he notes that the experiment demonstrates multi-qubit operation inside the node, efficient qubit-photon interfaces and telecom compatibility, with each element working at high fidelity to give a good overall performance – the most relevant metric. While a fully functioning quantum Internet is still some way off, Hanson believes this demonstration is a step towards functional quantum repeaters based on trapped ions.
- SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
- ای وی ایم فنانس۔ وکندریقرت مالیات کے لیے متحد انٹرفیس۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
- کوانٹم میڈیا گروپ۔ آئی آر/پی آر ایمپلیفائیڈ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
- پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 ڈیٹا انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
- ماخذ: https://physicsworld.com/a/quantum-repeater-transmits-entanglement-over-50-kilometres/
- : ہے
- : نہیں
- :کہاں
- $UP
- 17
- 50
- 7
- a
- AC
- کے مطابق
- اکاؤنٹ
- کے بعد
- تمام
- بھی
- an
- اور
- ایک اور
- علاوہ
- کیا
- رقبہ
- ارد گرد
- مصور
- AS
- At
- کوششیں
- آسٹریا
- کی بنیاد پر
- BE
- کیونکہ
- خیال ہے
- بیل
- کے درمیان
- بلاکس
- بلیو
- بڑھانے کے
- اضافے کا باعث
- دونوں
- عمارت
- لیکن
- by
- کیلشیم
- حساب
- کیمپس
- کر سکتے ہیں
- نہیں کر سکتے ہیں
- صلاحیت رکھتا
- کیریئرز
- کچھ
- شہر
- قریب سے
- مل کر
- یکجا
- تجارتی
- کموینیکیشن
- مطابقت
- پیچیدہ
- عمل
- اجزاء
- کمپیوٹر
- منسلک
- مربوط
- کنکشن
- تبدیل
- کاپی
- سکتا ہے
- ممالک
- اس وقت
- ثبوت
- بیان کیا
- نامزد
- پتہ چلا
- مختلف
- فاصلے
- تقسیم کئے
- ہر ایک
- آسانی سے
- آسان
- ہنر
- بجلی
- عنصر
- عناصر
- کو چالو کرنے کے
- کافی
- ضروری
- قائم کرو
- قیام
- واقعات
- حد سے تجاوز
- موجودہ
- تجربہ
- عوامل
- دور
- مخلص
- آخر
- پہلا
- پہلی بار
- کے لئے
- فرانس
- سے
- مکمل طور پر
- فنکشنل
- افعال
- کام کرنا
- بنیادی
- مزید
- پیدا
- حاصل
- دے دو
- اچھا
- ہے
- he
- ہارٹ
- یہاں
- ہائی
- کس طرح
- HTML
- HTTPS
- تصویر
- اہم
- بہتری
- in
- اشارہ کرتے ہیں
- اشارہ کرتا ہے
- معلومات
- ابتدائی
- کے بجائے
- انٹرفیسز
- انٹرنیٹ
- میں
- ملوث
- مسئلہ
- IT
- میں
- فوٹو
- کلیدی
- جانا جاتا ہے
- لیب
- لیبز
- بڑے پیمانے پر
- تازہ ترین
- قیادت
- روشنی
- کی طرح
- امکان
- LIMIT
- لائنوں
- منسلک
- لانگ
- کھو
- بند
- کھو
- بنا
- بناتا ہے
- معاملہ
- زیادہ سے زیادہ چوڑائی
- مئی..
- مطلب
- پیمائش
- میکینکس
- اراکین
- یادیں
- یاد داشت
- طریقہ
- میٹرک۔
- شاید
- منٹ
- زیادہ
- سب سے زیادہ
- بہت
- ایک سے زیادہ
- ضروری
- فطرت، قدرت
- ضرورت ہے
- ضرورت
- ضروریات
- نیدرلینڈ
- نیٹ ورک
- نیٹ ورک
- اگلے
- نہیں
- نوڈ
- نوڈس
- نوٹس
- اب
- of
- بند
- اکثر
- on
- ایک بار
- ایک
- صرف
- آپریشن
- or
- دیگر
- باہر
- پر
- مجموعی طور پر
- جوڑے
- خاص طور پر
- منظور
- انجام دیں
- کارکردگی
- مدت
- فوٹون
- طبعیات
- طبیعیات کی دنیا
- منصوبہ
- پلاٹا
- افلاطون ڈیٹا انٹیلی جنس
- پلیٹو ڈیٹا
- ممکن
- عملی
- کی موجودگی
- عمل
- تیار
- محفوظ
- پروٹوکول
- فراہم
- دھکیل دیا
- کوانٹم
- کوانٹم کمپیوٹرز
- کوانٹم معلومات
- کوانٹم انٹرنیٹ
- کوانٹم میکینکس
- کوانٹم نیٹ ورکس
- کوانٹم سسٹمز
- کوئٹہ
- شرح
- تک پہنچنے
- پہنچتا ہے
- وصول
- ریڈ
- رجسٹر
- متعلقہ
- قابل اعتماد
- ریموٹ
- بار بار
- نمائندگی
- ضرورت
- ضروریات
- محقق
- محققین
- متعلقہ
- محدود
- محدود
- نتیجہ
- کا جائزہ لینے کے
- قوانین
- s
- توسیع پذیر
- دوسری
- بھیجنے
- بھیجا
- علیحدہ
- تسلسل
- کئی
- ہونا چاہئے
- سے ظاہر ہوا
- اشارہ
- سگنل
- صرف
- ایک
- So
- کچھ
- جلد ہی
- آواز
- شروع کریں
- حالت
- امریکہ
- مرحلہ
- ابھی تک
- ذخیرہ
- ذخیرہ
- ذخیرہ
- براہ راست
- کامیابی
- کامیاب
- کامیابی کے ساتھ
- اس طرح
- کے نظام
- سسٹمز
- لینے
- ٹاسک
- ٹیم
- ٹیلی کام
- ٹیلی کمیونیکیشن کی
- ٹیلی کام
- بتاتا ہے
- ٹیسٹ
- کہ
- ۔
- علاقہ
- ہالینڈ
- ریاست
- ان
- ان
- خود
- تو
- لہذا
- یہ
- وہ
- اس
- تین
- کے ذریعے
- تھمب نیل
- وقت
- اوقات
- کرنے کے لئے
- بھی
- کل
- کی طرف
- منتقل
- سچ
- دو
- بدقسمتی سے
- یونیورسٹیاں
- یونیورسٹی
- استعمال کیا جاتا ہے
- کا استعمال کرتے ہوئے
- کی طرف سے
- نقطہ نظر
- تھا
- راستہ..
- جس
- جبکہ
- ڈبلیو
- ساتھ
- کے اندر
- بغیر
- کام
- کام کر
- دنیا
- زیفیرنیٹ