Подпишись

Физики разрабатывают эффективный модем для квантового Интернета будущего

Первая квантовая революция привела к появлению полупроводниковой электроники, лазера и, наконец, Интернета. Вторая квантовая революция обещает защищенные от шпионства средства связи или квантовые компьютеры для ранее неразрешимых вычислительных задач. Но эта революция все еще находится в зачаточном состоянии.

 Физики разрабатывают эффективный модем для квантового Интернета будущего

Центральным объектом исследования является интерфейс между локальными квантовыми устройствами и световыми квантами, позволяющий удаленно передавать высокочувствительную квантовую информацию. Группа Отто Хана "Quantum Networks", возглавляемая Андреасом Рейзерером в Институте квантовой оптики Макса Планка в Гархинге, исследует такой "квантовый модем". В настоящее время команда достигла первого прорыва в относительно простой, но высокоэффективной технологии, которая может быть интегрирована в существующие оптоволоконные сети. Работа опубликована сегодня в "Physical Review X". 

Глобальная квантовая сеть как цель

Квантовый интернет - это глобальная сеть новых технологий, которые делают последующее использование квантовой физики сильнее, чем когда-либо. Однако для этого требуются подходящие интерфейсы для чрезвычайно чувствительной квантовой информации, что является огромной технической проблемой. Поэтому такие интерфейсы находятся в центре внимания фундаментальных исследований.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Они должны обеспечивать эффективное взаимодействие стационарных квантовых битов - кубитов для краткости - с "летучими" кубитами для связи на большие расстояния без разрушения квантовой информации. Стационарные кубиты находятся в локальных устройствах, таких как память или процессор квантового компьютера. Летучие кубиты, как правило, представляют собой легкие кванты, также называемые фотонами, которые передают квантовую информацию по воздуху, в вакууме пространства или по оптоволоконным сетям.

 Физики разрабатывают эффективный модем для квантового Интернета будущего

Квантовый модем предназначен для эффективного установления связи между летучими и стационарными кубитами. Для этого команда Андреаса Рейзерера и его докторант Бенджамин Меркель разработали новую технологию и только что продемонстрировали ее базовые функциональные возможности в своей новой работе. Ее решающее преимущество заключается в том, что она может быть интегрирована в существующую телекоммуникационную волоконно-оптическую сеть. Это было бы самым быстрым способом развития функционирующей магистральной сети из квантовых технологий.

В новой технике используются атомы эрбия как стационарные кубиты. Они подходят потому, что их электроны могут совершить квантовый скачок, который соответствует стандартной длине волны инфракрасных фотонов в оптоволоконных сетях. Однако, чтобы произошел квантовый скачок, фотоны должны интенсивно трясти атомы эрбия. Для этого команда упаковала атомы в прозрачный кристалл из силиката иттрия, который в пять раз тоньше человеческого волоса.

 Физики разрабатывают эффективный модем для квантового Интернета будущего

Этот кристалл, в свою очередь, размещен как сэндвич, распределенный между двумя почти идеальными зеркалами. В зеркальном шкафу фотоны летают туда-сюда, как шарики для пинг-понга, многократно проходя через кристалл. Таким образом, они оживляют атомы эрбия, чтобы сделать их квантовый скачок намного эффективнее и почти в шестьдесят раз быстрее, чем без этого зеркального шкафа. Так как зеркала, несмотря на свое совершенство, также слегка проницаемы для фотонов, модем может подключаться к сети.

Теперь команда смогла продемонстрировать, что этот принцип работает очень успешно и эффективно. Квантовый модем "Garching" до сих пор является чисто фундаментальным исследованием. Но у него есть потенциал для продвижения технической реализации квантового интернета. опубликовано econet.ru по материалам phys.org

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet

Источник: https://econet.ru/

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Комментарии (Всего: 0)

    Добавить комментарий

    Не бойтесь кого—то потерять. Вы не потеряете того, кто нужен Вам по жизни. Теряются те, кто послан вам для опыта. Остаются те, кто послан Вам судьбой. Фридрих Ницше
    Что-то интересное