Η τηλεμεταφορά προς ένα κβαντικό διαδίκτυο είναι γεγονός

Η τηλεμεταφορά προς ένα κβαντικό διαδίκτυο είναι γεγονός

Η κβαντική φυσική είναι ένα πεδίο που φαίνεται να δίνουν μεγάλη σημασία οι επιστήμονες των υπερδυνάμεων. Αυτοί που καταλαβαίνουν τον κόσμο των εξαιρετικά μικρών ή κρύων σωματίδιων μπορούν να εκτελέσουν εκπληκτικά επιτεύγματα, συμπεριλαμβανομένης της τηλεμεταφοράς, που φαίνεται να κάμψει την πραγματικότητα.

Η επιστήμη πίσω από αυτά τα κατορθώματα είναι περίπλοκη, και μέχρι πρόσφατα, δεν υπήρχε έξω από τις ρυθμίσεις του εργαστηρίου. Αλλά αυτή είναι η αλλαγή: οι ερευνητές έχουν αρχίσει να εφαρμόζουν την κβαντική τηλεμεταφορά στα πλαίσια του πραγματικού κόσμου. Βρίσκονται σε θέση να το πράξουν ακριβώς και θα μπορούν να φέρουν επανάσταση στη σύγχρονη τηλεπικοινωνίες και στο Internet επικοινωνιών, οδηγώντας σε εξαιρετικά ασφαλή, κρυπτογραφημένη ανταλλαγή μηνυμάτων.

Ένα έγγραφο που δημοσιεύεται στο Nature Photonics με συγγραφέα τον μηχανικό στο Jet Propulsion Laboratory της NASA (Καλιφόρνια) Πασαντένα, , περιγράφει λεπτομερώς τα πρώτα πειράματα με την κβαντική τηλεμεταφορά σε ένα μητροπολιτικό δίκτυο καλωδίων οπτικών ινών. Για πρώτη φορά, το φαινόμενο έχει παρατηρηθεί σε μεγάλες αποστάσεις σε πραγματικές υποδομές της πόλης. Στον Καναδά, το Πανεπιστήμιο του Calgary ερευνητές τηλεμετέφεραν την κβαντική κατάσταση ενός φωτονίου περισσότερο από 3,7 μίλια (6 χιλιόμετρα) στο “σκοτάδι” με (αχρησιμοποίητα) καλώδια κάτω από την πόλη του Calgary. Αυτό είναι ένα νέο ρεκόρ για την μεγαλύτερη απόσταση της κβαντικής τηλεμεταφοράς σε ένα πραγματικό μητροπολιτικό δίκτυο.

Ενώ μεγαλύτερες αποστάσεις είχαν καταγραφεί στο παρελθόν, εκείνες έγιναν σε ρυθμίσεις εργαστήριου, όπου τα φωτόνια απολύθηκαν μέσω πηνίων του καλωδίου για να προσομοιώσουν την απώλεια του σήματος που προκαλείται από μεγάλες αποστάσεις. Αυτή η τελευταία σειρά πειραμάτων στο Κάλγκαρι δοκίμασε την κβαντική τηλεμεταφορά στην πραγματική υποδομή, και αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός για την τεχνολογία.

“Επίδειξη κβαντικών φαινομένων, όπως η τηλεμεταφορά έξω από ένα περιβάλλον εργαστηρίου περιλαμβάνει ένα εντελώς νέο σύνολο προκλήσεων. Αυτό το πείραμα δείχνει πως όλα μπορούν να ξεπεραστούν όπως οι προκλήσεις αυτές και ως εκ τούτου αποτελεί ένα σημαντικό ορόσημο για το μέλλον στο κβαντικό διαδίκτυο “, δήλωσε ο Francesco Marsili, από τις JPL συν-συγγραφείς. “Επικοινωνία Quantum ξεκλειδώνοντας κάποιες από τις μοναδικές ιδιότητες της κβαντικής μηχανικής, για παράδειγμα, την ανταλλαγή πληροφοριών με απόλυτη ασφάλεια ή συνδέοντας μεταξύ τους, κβαντικούς υπολογιστές.”

Αυτή η εικόνα δείχνει κρυστάλλους που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση πεπλεγμένων φωτονίων, τα οποία συμπεριφέρονται σαν να είναι μέρος του ίδιου συνόλου. Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν κρυστάλλους, όπως αυτούς στην κβαντική πειράματα τηλεμεταφοράς. Credit: Félix Bussières / Πανεπιστήμιο της Γενεύης.

Οι αισθητήρες φωτονίων για το πείραμα αναπτύχθηκαν από τους Marsili και Matt Shaw του JPL της Microdevices Εργαστηρίου, μαζί με τους συναδέλφους τους στο Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας, Boulder, στο Κολοράντο. Η τεχνογνωσία τους ήταν κρίσιμη για τα πειράματα: κβαντικής δικτύωσης που γίνεται με τα φωτόνια, και απαιτεί μερικά από τα πιο ευαίσθητους αισθητήρες στον κόσμο, ώστε να γνωρίζουμε ακριβώς τι συμβαίνει με το σωματίδιο.

«Η πλατφόρμα υπεραγώγιμου ανιχνευτή, με την οποία έχου πρωτοπορήσει με JPL και NIST οι ερευνητές, καθιστά δυνατή την ανίχνευση και μόνο φωτόνιων με μήκη κύματος των τηλεπικοινωνιών με σχεδόν τέλεια απόδοση και σχεδόν καθόλου θόρυβο. Αυτό απλά δεν ήταν δυνατό με τα προηγούμενα είδη ανίχνευσης, και έτσι τα πειράματα όπως τα δικά μας, χρησιμοποιήσαν τις υπάρχουσες ίνες υποδομής, και θα ήταν αδύνατο χωρίς ανιχνευτές JPL », δήλωσε ο Ντάνιελ Oblak του Πανεπιστημίου του Ινστιτούτου Κάλγκαρι Κβαντικής Επιστήμης και Τεχνολογίας.

Περισσότερες πληροφορίες: Raju Valivarthi et al. Η κβαντική τηλεμεταφορά σε ένα μητροπολιτικού δικτύου οπτικών ινών, Nature Photonics (2016). DOI: 10.1038 / nphoton.2016.180

Εφημερίδα αναφοράς: Nature Photonics αναζήτησης και περισσότερες πληροφορίες δικτυακός τόπος

Απόδοση kavalarissa.eu
Παρέχεται από: Jet Propulsion Laboratory
Πηγή: Phys.org