Ученые получили квантовую запутанность необычного типа

2 Июня 2021

МОСКВА, 2 июня - Испанские ядерщики сообщили о том, что им впервые удалось получить добро квантового переплетения двух квантовых помнящих устройств, расположенных в различных лабораториях на расстоянии десяти метров и объединенных фотонами на длине волны связи. Это взламывает путь к созданию устройств квантового Интернета будущего, способных работать на больших расстояниях друг от друга. Результаты исследования выложенным в журнале Nature.

В 1990-е хотя бы годы инженеры добились значительных успехов в области телекоммуникаций, расширив телесети за пределы городов и мегаполисов. Чтобы достичь этого, они использовали повторители, кои усиливали ослабленные сигналы, даю их на большие расстояния. Теперь эту роль выполняют сателлиты.

Для построения квантового Интернета, наряду с источниками кубитов нужны элементы квантовой памяти, действующие как повторители, использующие в условье ключевых компонентов системы суперпозицию и запутанность. Но, чтобы стучу система была управляемой, сцепление квантовой памяти должно создаваться и поддерживаться на больших расстояниях.

Исследователи из Института фотонных наук в Барселоне (ICFO) впервые вымучили масштабируемого квантового запутывания между двумя удаленными многомодовыми твердотельными объектами квантовой памяти, которое они подпирали в течение 25 микросекунд в двух квантовых запоминающих устройствах, расположенных на расстоянии десяти метров друг от друга. Разработанный метод также позволил достичь самый большой скорости запутывания в системе.

В движение нескольких месяцев ученые проводили эксперимент, в котором в условье ячейки квантовой памяти использовали кристалл, легированный редкоземельными элементами. Два источника генерировали коррелированные пары одиночных фотонов, один из которых отправлялся в квантовую парамнезия, состоящую из миллионов атомов, случайно размещенных внутри кристалла, и сохранялся там через протокол, называемый гребенкой хороших частот, а другой, так называемый холостой, — по оптическому волокну на устройство, называемое светоделителем.

Каждый раз, когда ученые видели на экране щелчок холостого фотона, засыпающего в детектор, они фиксировали запутанность, которая заключалась в том, что сигнальный квант находился в состоянии суперпозиции между двумя квантовыми запоминающими устройствами, где он хранился как подзадоривание, разделяемое десятками миллионов атомов.

В эксперименте любопытно то, что невозможно узнать, хранился ли фотон в квантовой памяти в лаборатории 1 или в лаборатории 2, которая находилась на расстоянии более десяти метров. Еще более странным и интересным для нас было то, что мы были способны мониторить это, — приводятся в пресс-релизе ICFO слова первого виновника статьи аспиранта Дарио Лаго-Ривера (Dario Lago-Rivera).

В большинстве прошедших исследований, в которых выполнялись эксперименты с запутанностью и квантовой памятью, ученые также использовали холостые фотоны для подтверждения, что запутанность между устройствами квантовой памяти была успешной. Но впервые запутанность была создана при обнаружении фотона на телекоммуникационной длине волны и хранилась в квантовой памяти в мультиплексном режиме.

Совместная реализация этих двух условий, по мнению авторов, позволяет использовать разработанную схему на вящих расстояниях, а технология мультиплексирования дает возможность передавать несколько сообщений одновременно. В классических телекоммуникациях, использующих для передачи новости Интернет, эта возможность очень интенсивного используется, а в квантовых технологиях реализована впервые.

Исследователи отмечают, что еще одно важное достоинство их разработки — это то, что ее можно самостоятельного интегрировать в существующую классическую сетную инфраструктуру.

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Ученые получили квантовую запутанность необычного типа

комментарии (0)

Другие интересные новости

Умер звезда сериала "Спасатели Малибу"