Рекордно квантово заплитане свързва два атома на 20 мили

Сподели

Изследователи в Германия демонстрираха квантово заплитане на два атома, разделени от 33 км (20,5 мили) оптични влакна. Това е рекордно разстояние за този вид комуникация и бележи пробив към бърз и сигурен квантов интернет.

Квантовото заплитане е странно явление, при което две частици могат да станат толкова неразривно свързани, че изследването на едната може да ви каже за състоянието на другата. Още по-странно, промяната на нещо в една частица незабавно ще промени нейния партньор, независимо колко далеч са един от друг. Това води до обезпокоителното внушение, че информацията се „телепортира“ по-бързо от скоростта на светлината, идея, която беше твърде много дори за Айнщайн, който го описа като „призрачно действие от разстояние“.

Въпреки очевидната си невъзможност, квантовото заплитане е последователно демонстрирано в експерименти от десетилетия, като учените се възползват от странната му природа за бързо предаване на данни на дълги разстояния. И в новото проучване изследователи от университета Лудвиг-Максимилианс в Мюнхен (LMU) и университета Саарланд сега счупиха рекорд за разстояние за квантово заплитане между два атома по оптични влакна.

В своите експерименти екипът заплита два рубидиеви атома, съхранявани в оптични капани в две различни сгради в кампуса на LMU. Те бяха разделени от 700 м (2297 фута) оптични влакна, които бяха удължени до 33 км с допълнителни намотки кабел. Всеки атом беше възбуден с лазерен импулс, който го кара да излъчва фотон, който е квантово заплетен с атома.

След това фотоните се изпращат надолу по оптичните кабели, за да се срещнат в приемна станция в средата. Там фотоните преминават съвместно измерване, което ги заплита – и тъй като всеки от тях вече е заплетен със собствен атом, двата атома също се заплитат един с друг.

Докато фотоните са били заплитани на големи разстояния и преди, това изследване бележи нов рекорд за разстояние за заплитане на два атома, които биха могли да функционират като възли на „квантова памет“, върху оптични влакна. Ключът е, че посредническите фотони са били преобразувани в вълна с по-голяма дължина, така че да пътуват по-далеч през влакната – тяхната естествена дължина на вълната от 780 нанометра (nm) означава, че те обикновено се губят след няколко километра, така че преди пътуването им да започне екипът прекарва ги през устройство, за да ги преобразува в дължина на вълната от 1517 nm. Това е близо до дължината на вълната от 1550 nm, която обикновено се използва за телекомуникациите във влакнеста оптика, което намалява загубите.

Екипът казва, че това е важна стъпка по пътя към реализирането на практичен квантов интернет. Такива комуникационни мрежи биха били много по-бързи и по-сигурни от използваните днес и, което е важно, това проучване показва, че те могат да работят, използвайки съществуваща оптична инфраструктура. Това може да бъде съчетано с технологии като сателити, които преди това са демонстрирали способността да излъчват заплетени фотони на хиляди километри.

Изследването е публикувано в списанието Природата.

източник: LMU



Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели