Думали телепортация — это фантастика? А китайцы уже отправляют фотоны по телекому. Добро пожаловать в сеть, где частицы запутаны навсегда!
Учёные из Нанкинского университета впервые осуществили квантовую телепортацию фотонного кубита на телекоммуникационной длине волны в твердотельную квантовую память. Это достижение может стать важным шагом к созданию квантового интернета — сети, в которой информация передаётся мгновенно и безопасно, используя принципы квантовой физики.
Квантовая телепортация позволяет перенести квантовое состояние частицы на расстояние, не перемещая саму частицу и не измеряя её напрямую. Хотя подобные эксперименты уже проводились ранее, они, как правило, использовали преобразование частот. В новом же исследовании всё происходило непосредственно в телеком-диапазоне, то есть в тех же длинах волн, которые уже применяются в современных оптоволоконных сетях .
Главной задачей команды под руководством Сяо-Суна Ма было интегрировать твердотельную квантовую память, работающую в телеком-диапазоне, в систему телепортации. Такая память играет ключевую роль в масштабируемых квантовых сетях, поскольку может временно сохранять квантовую информацию, пока устанавливаются запутанные состояния между узлами сети.
Для эксперимента исследователи использовали пять компонентов: подготовку исходного состояния, генератор запутанных фотонных пар на интегральной фотонной схеме, измеритель состояний Белла, квантовую память на основе ионов эрбия, а также модуль распределения частот с точной настройкой. Последний базируется на резонаторе Фабри-Перо и технике стабилизации частоты PDH.
Эксперимент показал, что передача квантовой информации возможна с использованием компонентов и оптических частот, полностью совместимых с существующей телекоммуникационной инфраструктурой. Это делает технологию практически применимой и приближает реализацию полноценного квантового интернета.
По словам Ма, их система стала первой, в которой телеком-фотоны были успешно телепортированы в твердотельную квантовую память на ионах эрбия. Всё оборудование при этом полностью совместимо с существующими волоконными сетями. Команда рассматривает свою платформу как перспективную основу для создания масштабируемых квантовых сетей .
В дальнейших исследованиях учёные планируют сосредоточиться на улучшении характеристик квантовой памяти — увеличить время хранения и повысить её эффективность. Всё это необходимо для того, чтобы квантовые сети могли передавать информацию на большие расстояния без потерь и с высокой надёжностью.
suare 8 часов 39 минут назад
