15.10.2021

Ученые получили квантовую запутанность необычного типа

Ученые получили квантовую запутанность необыкновенного типа

Испанские физики сказали о том, что им впервые получилось получить состояние квантового переплетения двух квантовых запоминающих устройств, расположенных в различных лабораториях на расстоянии десяти метров и объединенных фотонами на длине волны связи.
Это открывает путь к созданию устройств квантового Веба будущего, способных работать на больших расстояниях друг от друга.
Результаты исследования размещены в журнале Nature.
В 1990-е годы инженеры достигнули значительных успехов в области телекоммуникаций, расширив сети за пределы городов и крупных городов.
Чтобы достичь этого, они использовали повторители, которые усиливали ослабленные сигналы, передавая их на огромные расстояния.
Теперь эту роль делают спутники.
Для построения квантового Веба, наряду с источниками кубитов нужны элементы квантовой памяти, действующие как повторители, использующие в качестве главных компонентов системы суперпозицию и запутанность.
Но чтоб такая система была управляемой, переплетение квантовой памяти должно создаваться и поддерживаться на огромных расстояниях.
Исследователи из Института фотонных наук в Барселоне (ICFO) в первый раз достигли масштабируемого квантового запутывания между 2-мя удаленными многомодовыми твердотельными объектами квантовой памяти, которое они поддерживали в течение 25 микросекунд в 2-ух квантовых запоминающих устройствах, расположенных на расстоянии 10 метров друг от друга.
Разработанный способ также позволил достичь рекордной скорости запутывания в системе.
В течение нескольких месяцев ученые проводили опыт, в котором в качестве ячейки квантовой памяти использовали кристалл, легированный редкоземельными элементами.
Два источника генерировали коррелированные пары одиночных фотонов, один из которых отчаливал в квантовую память, состоящую из миллионов атомов, случаем размещенных внутри кристалла, и сохранялся там через протокол, именуемый гребенкой атомных частот, а другой, так именуемый холостой, — по оптическому волокну на устройство, называемое светоделителем.
Каждый раз, когда ученые лицезрели на мониторе щелчок холостого фотона, попадающего в сенсор, они фиксировали запутанность, которая заключалась в том, что сигнальный фотон находился в состоянии суперпозиции меж двумя квантовыми запоминающими устройствами, где он хранился как возбуждение, разделяемое десятками миллионов атомов.
«В опыте любопытно то, что невозможно узнать, хранился ли фотон в квантовой памяти в лаборатории 1 либо в лаборатории 2, которая находилась на расстоянии более 10 метров.
Еще более странным и поразительным для нас было то, что мы были способны держать под контролем это», — приводятся в пресс-релизе ICFO слова первого создателя статьи аспиранта Дарио Лаго-Ривера (Dario Lago-Rivera).
В большинстве прошлых исследований, в которых проводились эксперименты с запутанностью и квантовой памятью, ученые также использовали холостые фотоны для доказательства, что запутанность между устройствами квантовой памяти была удачной.
Но впервые запутанность была сотворена при обнаружении фотона на телекоммуникационной длине волны и хранилась в квантовой памяти в мультиплексном режиме. Совместная реализация этих 2-ух условий, по мнению авторов, позволяет использовать разработанную схему на огромных расстояниях, а технология мультиплексирования дает возможность передавать несколько сообщений сразу. В классических телекоммуникациях, использующих для передачи инфы Интернет, эта возможность активно используется, а в квантовых разработках реализована впервые.Исследователи отмечают, что еще одно принципиальное преимущество их разработки — это то, что ее можно просто интегрировать в существующую классическую сетевую инфраструктуру. По сообщениям ria.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *