211service.com
Kvantu internets: pirmā teleportācija uz cietvielu kvantu atmiņu
Kvantu teleportācija ir spēja pārraidīt no vienas vietas uz otru, nepārvietojoties pa telpu. Pati matērija neveic šo ceļojumu, tikai informācija, kas to raksturo. Tas tiek pārsūtīts uz jaunu struktūru, kas iegūst oriģināla identitāti.
Bet, lai gan zinātniskās fantastikas fani ir koncentrējušies uz iesaistīto ķermeni, kvantu fiziķus vairāk interesē informācija. Viņiem teleportācija ir jaunās paaudzes informācijas apstrādes tehnoloģiju pamattehnoloģija, tostarp kvantu internets, kas ļauj pārraidīt informāciju ar nevainojamu drošību.
Viens no kvantu interneta pamatelementiem būs kvantu maršrutētāji, kas var saņemt kvantu informāciju no atrašanās vietas un novirzīt to uz citu, to neiznīcinot. Tāpēc sacīkstes turpinās, lai demonstrētu šāda veida tehnoloģiju, kurai ir potenciāls revolucionizēt sakarus.
Šodien Fēlikss Busjērs no Ženēvas Universitātes Šveicē un daži draugi saka, ka ir spēruši svarīgu soli šajā virzienā. Šie puiši ir teleportējuši kvantu informāciju uz kristālu, kas leģēts ar retzemju joniem — sava veida kvantu atmiņu. Taču ļoti svarīgi ir tas, ka viņi to ir izdarījuši pirmo reizi, izmantojot parasto optisko šķiedru, ko telekomunikācijas izmanto visā pasaulē.
Viena no galvenajām prasībām plaši izplatītai teleportācijai ir sapinušies fotoni, kuru viļņa garums ir saderīgs ar telekomunikāciju šķiedru. To nav tik viegli ražot, jo sapītajiem fotoniem ir jābūt saderīgiem ar diskrētajiem enerģijas lēcieniem kvantu atmiņā. Šis viļņa garums parasti ir tālu no standarta optiskās šķiedras zemu zudumu reģiona, saka Bussières un co.
Tātad triks, ko šie puiši ir pilnveidojuši, ir radīt sapinušies fotonu pāri ar dažādu viļņu garumu. Pirmā viļņa garums ir 883 nm (gandrīz infrasarkanais), kas ir savietojams ar kvantu atmiņas veidu, kas izgatavots no itrija ortosilikāta kristāliem, kas leģēti ar neodīmu. Otrajam ir 1338 nm viļņa garums (vidējais infrasarkanais), kas viegli iet cauri telekomunikāciju optiskajai šķiedrai.
Teleportējamais kvantu stāvoklis ir 1338 nm fotona polarizācija. Tātad šie puiši nosūta 883 nm signālu uz kvantu atmiņu, kur tas tiek saglabāts, vienlaikus pārraidot 1338 signālu caur 12 km šķiedru uz citu aparātu, kas sagatavo trešo fotonu (arī pie 1338 nm) ar teleportējamo polarizāciju.
Šajā laikā notiek teleportācija. Kad šie divi 1338 nm fotoni mijiedarbojas noteiktā veidā, eksperimenta otrā galā polarizācija tiek teleportēta uz kvantu atmiņu.
Komandas mērījumi ar šiem fotoniem liecina, ka polarizācijas stāvoklis patiešām tiek teleportēts, kā liecina kvantu mehānika. (Būtiska eksperimenta daļa ir jaunas paaudzes viena fotona detektori, kas spēj pamanīt telekomunikāciju fotonus ar daudz lielāku efektivitāti, nekā tas bija iespējams iepriekš.)
Tātad tas pirmo reizi parāda visus komponentus, kas nepieciešami, lai veiktu teleportāciju standarta telekomunikāciju tīklā uz cietvielu kvantu atmiņu.
Tas ir mazs, bet nozīmīgs solis uz priekšu. Ja mēs kādreiz vēlamies izveidot kvantu internetu, tieši šāda veida aprīkojums paliks tā pamatā.
Atsauce: arxiv.org/abs/1401.6958 : kvantu teleportācija no telekomunikāciju viļņa garuma fotona uz cietvielu kvantu atmiņu