Ny forskning tar stort skritt mot kvanteinternett

I eksperimentet, når et enkelt foton møter et foton i et viklet par, overføres tilstanden umiddelbart til det andre fotonet som er langt unna – et fenomen som kalles kvanteteleportasjon.

Tyske forskere har tatt et stort skritt mot kvanteinternett – fremtidens ultrasikre kommunikasjonsnettverk – ved å overføre informasjon mellom fotoner sendt ut fra to forskjellige kvanteprikker for første gang.

Resultatene ble publisert i Nature Communications.

Kvanteprikker er ørsmå strukturer i halvledermaterialer som sender ut individuelle fotoner. I kvantekommunikasjon bærer hvert foton en «kvantebit» – for eksempel lysets polarisasjonsretning. Det spesielle er at hvis fotonet «avlyttes», etterlater det et umiddelbart spor, noe som hjelper systemet med å oppdage interferens.

For å «teleportere» kvanteinformasjon må imidlertid fotonene være nesten identiske i farge og emisjonstidspunkt. Dette er vanskelig, spesielt når de genereres fra forskjellige kilder.

Teamet ved Universitetet i Stuttgart løste dette problemet ved å lage to nesten identiske halvlederfotonkilder og bruke en frekvensomformer for å finjustere de små avvikene.

Én kilde produserer et enkelt foton, den andre produserer par av fotoner som er «sammenfiltret» – det vil si at de deler samme tilstand til tross for at de er langt fra hverandre.

I eksperimentet, når et enkelt foton møter et av de sammenfiltrede parene, overføres tilstanden umiddelbart til det andre fotonet, som er langt unna – et fenomen som kalles kvanteteleportasjon. De to eksperimentelle stedene er koblet sammen med en 10 meter lang fiberoptisk kabel.

Teamet sier at de har en suksessrate på over 70 % og sikter mot mye lengre avstander. Kvantepunktforviklinger har tidligere blitt overført 36 km over Stuttgarts fiberoptiske nettverk.

Denne bragden er et viktig skritt mot å lage en kvanterepeater – en enhet som kan overføre kvantesignaler over lange avstander. I motsetning til dagens internett kan ikke kvantesignaler forsterkes eller kopieres, så bare en kvanterepeater kan «oppdatere» informasjon uten å miste sikkerhet.

Prosjektet er en del av Tysklands nasjonale program Quantenrepeater.Net, med deltakelse fra mer enn 40 forskningsenheter og bedrifter. Forskere forventer at grunnleggende eksperimenter som dette vil bane vei for ekte kvantenettverk i fremtiden.

(TTXVN/Vietnam+)

Kilde: https://www.vietnamplus.vn/nghien-cuu-moi-dat-buoc-tien-lon-huong-toi-internet-luong-tu-post1080081.vnp