Физики запутали квантовые ячейки памяти через 420 км оптоволокна
Китайские ученые вчетверо увеличили рекордную дальность квантовой запутанности в наземных сетях. Разработка приближает создание глобального квантового интернета.
Источник: Новости науки
МОСКВА, 4 августа. /Новости науки/. Китайские физики связали две квантовые ячейки памяти через 420 км наземного оптоволокна. Результаты эксперимента опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Достигнутая дистанция примерно в четыре раза превышает предыдущий рекорд для наземных систем квантовой связи. Такая технология необходима для создания квантового интернета, способного передавать информацию между удаленными квантовыми компьютерами и другими устройствами.
«Квантовое запутывание на больших расстояниях очень важно для разработки масштабируемых квантовых систем связи. Нам удалось преодолеть барьер примерно в 100 км и увеличить это расстояние в четыре раза», — отметили авторы исследования.
Работу провела группа ученых под руководством профессора Научно-технологического университета Китая Паня Цзяньвэя. Исследователи создали устойчивую квантовую запутанность между двумя узлами, соединенными оптоволоконным каналом общей длиной 420 км. Запутанные объекты при этом сохраняли общие квантовые свойства, несмотря на большое расстояние между ними.
Главная трудность подобных экспериментов заключается в том, что световой сигнал ослабевает при прохождении по оптоволокну. Для уменьшения потерь ученые формировали запутанность с помощью ячеек квантовой памяти и разработали систему точной стабилизации фазовых характеристик фотонов.
Физики также создали преобразователь, меняющий длину волны фотонов. Ячейки памяти обычно работают со светом ближнего инфракрасного диапазона, тогда как магистральные линии лучше всего передают фотоны с длиной волны около 1,5 мкм. Преобразование позволило снизить потери и шумы, а также использовать одиночные фотоны для формирования запутанного состояния.
Ранее команда Паня Цзяньвэя создавала квантовую запутанность на расстояниях в сотни километров с помощью спутника «Мо-Цзы». Новый эксперимент показал, что сопоставимые задачи можно решать и в наземных оптоволоконных сетях. Повышение эффективности преобразователей, как ожидают ученые, позволит связать квантовые узлы на еще больших расстояниях.
Достигнутая дистанция примерно в четыре раза превышает предыдущий рекорд для наземных систем квантовой связи. Такая технология необходима для создания квантового интернета, способного передавать информацию между удаленными квантовыми компьютерами и другими устройствами.
«Квантовое запутывание на больших расстояниях очень важно для разработки масштабируемых квантовых систем связи. Нам удалось преодолеть барьер примерно в 100 км и увеличить это расстояние в четыре раза», — отметили авторы исследования.
Работу провела группа ученых под руководством профессора Научно-технологического университета Китая Паня Цзяньвэя. Исследователи создали устойчивую квантовую запутанность между двумя узлами, соединенными оптоволоконным каналом общей длиной 420 км. Запутанные объекты при этом сохраняли общие квантовые свойства, несмотря на большое расстояние между ними.
Главная трудность подобных экспериментов заключается в том, что световой сигнал ослабевает при прохождении по оптоволокну. Для уменьшения потерь ученые формировали запутанность с помощью ячеек квантовой памяти и разработали систему точной стабилизации фазовых характеристик фотонов.
Физики также создали преобразователь, меняющий длину волны фотонов. Ячейки памяти обычно работают со светом ближнего инфракрасного диапазона, тогда как магистральные линии лучше всего передают фотоны с длиной волны около 1,5 мкм. Преобразование позволило снизить потери и шумы, а также использовать одиночные фотоны для формирования запутанного состояния.
Ранее команда Паня Цзяньвэя создавала квантовую запутанность на расстояниях в сотни километров с помощью спутника «Мо-Цзы». Новый эксперимент показал, что сопоставимые задачи можно решать и в наземных оптоволоконных сетях. Повышение эффективности преобразователей, как ожидают ученые, позволит связать квантовые узлы на еще больших расстояниях.
