Kvanteminder indviklede sig over 50 kilometer kabel

Et team af forskere tilknyttet flere institutioner i Kina er lykkedes med at sende sammenfiltrede kvantehukommelser over et 50 kilometer snoet fiberkabel. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Natur , gruppen beskriver flere eksperimenter, de gennemførte med sammenfiltring af kvantehukommelse over lange afstande, de udfordringer, de overvandt, og problemer, der stadig skal løses.

I løbet af de sidste år har forskere har arbejdet på at udvikle et kvanteinternet-et meget det samme som det nuværende netværk, men med meget stærkere sikkerhed. En sådan tilgang er baseret på udviklingen af ​​kvantnøgler, der gør det muligt for parterne i en privat samtale at vide, at en interloper aflytter, fordi det ville ændre tasternes tilstand. Men i sådanne systemer, målinger af tasternes kvantetilstand er påkrævet, som kan påvirkes af miljøforhold, gør fremgangsmåden næsten upraktisk.

En anden tilgang indebærer at bruge sammenfiltrede partikler til at danne et netværk - men dette har vist sig at være svært at implementere på grund af følsomheden af ​​sådanne partikler og deres korte levetid. Men der sker fremskridt. I denne nye indsats, det lykkedes forskerne i Kina at sammenfiltre kvantehukommelse mellem bygninger 20 kilometer fra hinanden og på tværs af 50 kilometer snoet kabel i deres laboratorium.

Det første eksperiment var baseret på brugen af ​​en lille sky af atomer placeret i en ønsket kvantetilstand - det repræsenterede en hukommelsestilstand - læsning og skrivning blev udført ved hjælp af fotoner. For at aktivere hukommelsestilstanden, forskerne tvang dem ind i et optisk hulrum, tillader fotoner at interagere med atomerne i skyen. Når hukommelsestilstanden var indstillet, skyen udsendte en foton for at meddele, at den var parat.

Denne foton blev derefter polariseret, tillader det at bære oplysninger om hukommelseskollektivets tilstand, hvilket betød, at den kunne bruges til at forvirre hukommelsen. Men for at forhindre det i at gå tabt under transmission krævede det at flytte sin bølgelængde til en, der almindeligvis bruges i fiberkabelkommunikation. Det var på dette tidspunkt, at hukommelsen var klar til at rejse over kablet. Processen viste sig at være cirka 30 procent effektiv. Det andet eksperiment involverede at skabe kun to kvantebits hukommelse fra fotoner og sende dem gennem 50 kilometer spiralfiber.

Ingen af ​​eksperimenterne vil sandsynligvis føre til oprettelsen af ​​et kvanteinternet, men begge viser, at videnskabsfolk er tæt på at nå det endelige mål.

© 2020 Science X Network