Các nhà vật lý tại Đại học Innsbruck ở Áo và Paris-Saclay ở Pháp lần đầu tiên đã kết hợp tất cả các chức năng chính của một mạng lượng tử đường dài thành một hệ duy nhất. Trong một thí nghiệm chứng minh nguyên tắc, họ đã sử dụng hệ thống này để truyền thông tin lượng tử qua cái gọi là nút lặp lại trong khoảng cách 50 km – đủ xa để chỉ ra rằng các khối xây dựng của mạng lượng tử quy mô lớn, thực tế có thể sớm được trong tầm với.
Mạng lượng tử có hai thành phần cơ bản: bản thân các hệ thống lượng tử, được gọi là các nút và một hoặc nhiều kết nối đáng tin cậy giữa chúng. Một mạng như vậy có thể hoạt động bằng cách kết nối các bit lượng tử (hoặc qubit) của nhiều máy tính lượng tử để “chia sẻ tải” các phép tính lượng tử phức tạp. Nó cũng có thể được sử dụng cho truyền thông lượng tử siêu an toàn.
Nhưng xây dựng một mạng lượng tử không phải là nhiệm vụ dễ dàng. Các mạng như vậy thường hoạt động bằng cách truyền các photon đơn lẻ bị vướng víu; nghĩa là trạng thái lượng tử của nó liên kết chặt chẽ với trạng thái của một hạt lượng tử khác. Thật không may, tín hiệu từ một photon đơn lẻ dễ bị mất đi trong khoảng cách xa. Các vật mang thông tin lượng tử cũng có thể mất đi bản chất lượng tử của chúng trong một quá trình được gọi là sự mất kết hợp. Do đó, việc tăng cường các tín hiệu này là rất cần thiết.
Lặp lại mà không do dự hoặc sai lệch
Bộ lặp lượng tử có thể cung cấp sự gia tăng này, nhưng không phải theo cách đơn giản. Do các quy tắc của cơ học lượng tử hạn chế việc sao chép các trạng thái vướng víu, nên các bộ lặp không thể đơn giản sao chép tín hiệu mà chúng nhận được và chuyển nó sang nút tiếp theo. Thay vào đó, họ phải lưu trữ thông tin trong cái gọi là bộ nhớ lượng tử và sau đó truyền nó bằng một quy trình được gọi là phép đo trạng thái Bell (BSM).
Một bộ lặp lượng tử có đầy đủ khả năng cũng cần tuân thủ các yêu cầu thực tế nhất định. Đầu tiên, các tín hiệu lượng tử cần phải ở bước sóng được sử dụng trong viễn thông, để chúng có thể truyền qua sợi quang mà không bị suy hao quá nhiều. Thứ hai, thời gian lưu trữ của bộ nhớ lượng tử phải vượt quá thời gian cần thiết để tạo ra sự vướng víu. Cuối cùng, mỗi bước trong quy trình phải mang tính quyết định, nghĩa là các tín hiệu cần được tạo ra sau mỗi bước thành công.
Tất cả hợp lại thành một
Công việc mới nhất, được mô tả trong Physical Review Letters, kết hợp cả ba yêu cầu thực tế trong một thử nghiệm. Trong chuỗi sự kiện ban đầu, hai ion canxi bị giữ lại, mỗi ion phát ra một photon, tạo thành hai cặp photon-ion vướng víu. Tại đây, các ion bị bẫy hoạt động như các qubit và trạng thái lượng tử của chúng được phân phối trên mạng lượng tử. Các photon trong các cặp này sau đó được chuyển đổi thành bước sóng viễn thông 1550 nm và được gửi đến hai nút khác nhau thông qua các sợi quang dài 25 km riêng biệt. Tổng khoảng cách giữa các nút là 50 km.
Bất cứ khi nào một trong các photon đến nút được chỉ định của nó, trạng thái của ion bị vướng víu của nó sẽ được lưu trữ trong trạng thái bộ nhớ được bảo vệ của ion. Sau đó, hệ thống thực hiện các nỗ lực lặp đi lặp lại để gửi một photon thứ hai (bị cuốn theo ion thứ hai) đến nút kia. Khi các photon được phát hiện ở cả hai nút, các nhà thí nghiệm thực hiện BSM để chuyển trạng thái ion sang các photon vướng víu tương ứng của chúng.
Để kiểm tra giao thức này, các nhà nghiên cứu đã lặp lại nó 44 720 lần trong khoảng thời gian 33 phút, ghi nhận 2053 lần thành công trong 2 229 883 lần thử làm rối các photon giữa các nút ở xa. Điều đó nghe có vẻ không phải là một tỷ lệ thành công cao, nhưng sự hiện diện của các ký ức ion khiến khả năng thiết lập sự vướng víu tăng gấp 128 lần. Điều này chỉ ra rằng có thể có những cải tiến hơn nữa, cho đến giới hạn mà cả hai máy dò đều phát hiện thành công cả hai photon và chỉ bị hạn chế bởi sự mất kết hợp trong trạng thái bộ nhớ của các ion.
Mở rộng mạng hơn nữa
Các nhà nghiên cứu cũng mô hình hóa phương pháp của họ có thể được đẩy bao xa. Khi tính đến tất cả các yếu tố khác nhau, họ đã chỉ ra rằng một mạng gồm 17 nút lặp lại dựa trên ion có thể thiết lập sự vướng víu giữa các ion cách nhau 800 km. Theo trưởng nhóm nghiên cứu Ben Lanyon của Đại học Innsbruck, các thành viên của nhóm hiện có kế hoạch tháo xoắn các sợi hiện có trong phòng thí nghiệm của họ và gửi sự vướng víu ra khỏi khuôn viên trường, vào mạng cáp quang thương mại hiện có. Ông nói: “Tầm nhìn của chúng tôi là thoát ra khỏi phòng thí nghiệm và bắt đầu xây dựng mạng lượng tử vật chất và ánh sáng giữa các thành phố và quốc gia. Thế giới vật lý.
Các bộ lặp lượng tử mới có thể cho phép một Internet lượng tử có thể mở rộng
Ronald Hanson, một nhà vật lý tại QuTech ở Hà Lan, người không tham gia vào công việc, mô tả kết quả này là quan trọng vì nó kết hợp một số yếu tố cần thiết cho một bộ lặp lượng tử. Cụ thể, ông lưu ý rằng thử nghiệm thể hiện hoạt động đa qubit bên trong nút, giao diện qubit-photon hiệu quả và khả năng tương thích viễn thông, với mỗi phần tử hoạt động ở độ trung thực cao để mang lại hiệu suất tổng thể tốt – chỉ số phù hợp nhất. Trong khi Internet lượng tử hoạt động đầy đủ vẫn còn một chặng đường dài, Hanson tin rằng cuộc trình diễn này là một bước hướng tới các bộ lặp lượng tử chức năng dựa trên các ion bị bẫy.
- Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
- EVM tài chính. Giao diện hợp nhất cho tài chính phi tập trung. Truy cập Tại đây.
- Tập đoàn truyền thông lượng tử. Khuếch đại IR/PR. Truy cập Tại đây.
- PlatoAiStream. Thông minh dữ liệu Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
- nguồn: https://physicsworld.com/a/quantum-repeater-transmits-entanglement-over-50-kilometres/
- :là
- :không phải
- :Ở đâu
- $ LÊN
- 17
- 50
- 7
- a
- AC
- Theo
- Tài khoản
- Sau
- Tất cả
- Ngoài ra
- an
- và
- Một
- ngoài
- LÀ
- KHU VỰC
- xung quanh
- nghệ sĩ
- AS
- At
- Nỗ lực
- Áo
- dựa
- BE
- bởi vì
- tin
- Chuông
- giữa
- Khối
- Màu xanh da trời
- tăng
- thúc đẩy
- cả hai
- Xây dựng
- nhưng
- by
- Calcium
- tính toán
- Khuôn viên trường
- CAN
- không thể
- có khả năng
- người vận chuyển
- nhất định
- Các thành phố
- chặt chẽ
- kết hợp
- kết hợp
- thương gia
- Truyền thông
- khả năng tương thích
- phức tạp
- tuân theo
- các thành phần
- máy tính
- kết nối
- Kết nối
- Kết nối
- chuyển đổi
- sao chép
- có thể
- nước
- Hiện nay
- chứng minh
- mô tả
- được chỉ định
- phát hiện
- khác nhau
- khoảng cách
- phân phối
- mỗi
- dễ dàng
- dễ dàng
- hiệu quả
- điện
- thành phần
- các yếu tố
- cho phép
- đủ
- thiết yếu
- thành lập
- thành lập
- sự kiện
- quá
- hiện tại
- thử nghiệm
- các yếu tố
- xa
- lòng trung thành
- Cuối cùng
- Tên
- lần đầu tiên
- Trong
- Nước pháp
- từ
- đầy đủ
- chức năng
- chức năng
- hoạt động
- cơ bản
- xa hơn
- tạo ra
- được
- Cho
- tốt
- Có
- he
- Trái Tim
- tại đây
- Cao
- Độ đáng tin của
- HTML
- HTTPS
- hình ảnh
- quan trọng
- cải tiến
- in
- chỉ
- chỉ
- thông tin
- ban đầu
- thay vì
- giao diện
- Internet
- trong
- tham gia
- vấn đề
- IT
- ITS
- jpg
- Key
- nổi tiếng
- phòng thí nghiệm
- Phòng thí nghiệm
- quy mô lớn
- mới nhất
- dẫn
- ánh sáng
- Lượt thích
- Có khả năng
- LIMIT
- dòng
- liên kết
- dài
- thua
- sự mất
- thua
- thực hiện
- LÀM CHO
- chất
- max-width
- Có thể..
- có nghĩa là
- đo lường
- cơ khí
- Các thành viên
- Memories
- Bộ nhớ
- phương pháp
- số liệu
- Might
- Phút
- chi tiết
- hầu hết
- nhiều
- nhiều
- phải
- Thiên nhiên
- Cần
- cần thiết
- nhu cầu
- Nước Hà Lan
- mạng
- mạng
- tiếp theo
- Không
- nút
- các nút
- Chú ý
- tại
- of
- off
- thường
- on
- hàng loạt
- ONE
- có thể
- hoạt động
- or
- Nền tảng khác
- ra
- kết thúc
- tổng thể
- cặp
- riêng
- vượt qua
- Thực hiện
- hiệu suất
- thời gian
- Photon
- Vật lý
- Thế giới vật lý
- kế hoạch
- plato
- Thông tin dữ liệu Plato
- PlatoDữ liệu
- có thể
- Thực tế
- sự hiện diện
- quá trình
- Sản xuất
- bảo vệ
- giao thức
- cho
- đẩy
- Quantum
- máy tính lượng tử
- thông tin lượng tử
- Internet lượng tử
- Cơ lượng tử
- mạng lượng tử
- hệ thống lượng tử
- qubit
- Tỷ lệ
- đạt
- Đạt
- nhận
- đỏ
- đăng ký
- có liên quan
- đáng tin cậy
- xa
- lặp đi lặp lại
- đại diện
- cần phải
- Yêu cầu
- nhà nghiên cứu
- nhà nghiên cứu
- mà
- hạn chế
- hạn chế
- kết quả
- xem xét
- quy tắc
- s
- khả năng mở rộng
- Thứ hai
- gửi
- gởi
- riêng biệt
- Trình tự
- một số
- nên
- cho thấy
- Tín hiệu
- tín hiệu
- đơn giản
- duy nhất
- So
- một số
- sớm
- âm thanh
- Bắt đầu
- Tiểu bang
- Bang
- Bước
- Vẫn còn
- là gắn
- hàng
- lưu trữ
- đơn giản
- thành công
- thành công
- Thành công
- như vậy
- hệ thống
- hệ thống
- dùng
- Nhiệm vụ
- nhóm
- viễn thông
- viễn thông
- viễn thông
- nói
- thử nghiệm
- việc này
- Sản phẩm
- Khu vực
- Hà Lan
- Nhà nước
- cung cấp their dịch
- Them
- tự
- sau đó
- vì thế
- Kia là
- họ
- điều này
- số ba
- Thông qua
- thumbnail
- thời gian
- thời gian
- đến
- quá
- Tổng số:
- đối với
- chuyển
- đúng
- hai
- không may
- Các trường Đại học
- trường đại học
- đã sử dụng
- sử dụng
- thông qua
- tầm nhìn
- là
- Đường..
- cái nào
- trong khi
- CHÚNG TÔI LÀ
- với
- ở trong
- không có
- Công việc
- đang làm việc
- thế giới
- zephyrnet