Dawn Of Solid-state Quantum Networks: Researchers Demonstrated High-visibility Quantum Interference Between Two Independent Semiconductor Quantum Dots An Important Step Toward Scalable Quantum Networks

Taasavaldanud Platon

järgijaid: 0

Avaleht > press > Tahkis-kvantvõrkude koidik: teadlased demonstreerisid kahe sõltumatu pooljuhtide kvantpunkti vahel nähtavaid kvanthäireid – see on oluline samm skaleeritavate kvantvõrkude suunas

Kvanthäirete eksperimentaalne konfiguratsioon kahe sõltumatu tahkis-QD ühefootonilise allika vahel, mida eraldab 302 km kiud. DM: dikromaatiline peegel, LP: pikk läbipääs, BP: ribapääs, BS: kiire jaotur, SNSPD: ülijuhtiv nanojuhtmest ühe footoni detektor, HWP: poollaine plaat, QWP: veerandlaine plaat, PBS: polarisatsioonikiire jaotur. KREDIT
You et al., doi 10.1117/1.AP.4.6.066003

Abstraktne:
Tänavune Nobeli füüsikaauhind tähistas kvantpõimumise põhihuvi ja nägi ette ka potentsiaalseid rakendusi "teises kvantrevolutsioonis" - uues ajastus, mil suudame manipuleerida kvantmehaanika veidrustega, sealhulgas kvantsuperpositsiooni ja takerdumisega. Suuremahuline ja täielikult toimiv kvantvõrk on kvantinfoteaduste püha graal. See avab füüsika uue piiri, mis pakub uusi võimalusi kvantarvutamiseks, sideks ja metroloogiaks.

Tahkis-kvantvõrkude koidik: teadlased demonstreerisid kahe sõltumatu pooljuhtkvantpunkti vahelist hästi nähtavat kvantinterferentsi – see on oluline samm skaleeritavate kvantvõrkude suunas

Bellingham, WA | Postitatud 6. jaanuaril 2023

Üks olulisemaid väljakutseid on laiendada kvantkommunikatsiooni kaugust praktiliselt kasuliku ulatuseni. Erinevalt klassikalistest signaalidest, mida saab müratult võimendada, ei saa superpositsioonis olevaid kvantseisundeid võimendada, kuna neid ei saa täiuslikult kloonida. Seetõttu ei vaja suure jõudlusega kvantvõrk mitte ainult üliväikeste kadudega kvantkanaleid ja kvantmälu, vaid ka suure jõudlusega kvantvalgusallikaid. Satelliidipõhise kvantkommunikatsiooni ja kvantrepiiterite vallas on viimasel ajal tehtud põnevaid edusamme, kuid sobivate ühefootoniliste allikate puudumine on takistanud edasisi edusamme.

Mida nõutakse kvantvõrgurakenduste jaoks ühe footoni allikalt? Esiteks peaks see kiirgama ühe (ainult ühe) footoni korraga. Teiseks, heleduse saavutamiseks peaks ühe footoni allikatel olema kõrge süsteemi efektiivsus ja kõrge kordussagedus. Kolmandaks, selliste rakenduste puhul nagu kvantteleportatsioon, mis nõuavad sõltumatute footonite sekkumist, peaksid üksikud footonid olema eristamatud. Täiendavad nõuded hõlmavad skaleeritavat platvormi, häälestatavat ja kitsariba liinilaiust (soodne ajalise sünkroonimise jaoks) ja ühenduvust aine kubitidega.

Paljutõotav allikas on kvantpunktid (QD), vaid mõne nanomeetrised pooljuhtosakesed. Viimase kahe aastakümne jooksul on sõltumatute QD-de vaheliste kvanthäirete nähtavus aga harva ületanud klassikalise 50% piiri ja vahemaad on piirdunud mõne meetri või kilomeetriga.

Nagu on kirjeldatud ajakirjas Advanced Photonics, on rahvusvaheline teadlaste meeskond saavutanud hästi nähtavad kvanthäired kahe sõltumatu QD vahel, mis on ühendatud ~ 300 km optiliste kiududega. Nad teatavad tõhusatest ja eristamatutest ühe fotoni allikatest, millel on ülimadal müra, häälestatav ühe fotoni sageduse muundamine ja madala dispersiooniga pika kiu edastus. Üksikud footonid genereeritakse resonantsi juhitavatest üksikutest QD-dest, mis on deterministlikult ühendatud mikroõõnsustega. Kvantsageduste teisendusi kasutatakse QD ebahomogeensuse kõrvaldamiseks ja emissiooni lainepikkuse nihutamiseks telekommunikatsiooniribale. Täheldatud häirete nähtavus on kuni 93%. Hiina teadus- ja tehnoloogiaülikooli (USTC) professori vanemautori Chao-Yang Lu sõnul võivad "tehnilised täiustused pikendada vahemaad kuni ~600 km-ni."

Lu märgib: "Meie töö hüppas eelmistest QD-põhistest kvantkatsetest skaalal ~ 1 km kuni 300 km, mis on kaks suurusjärku suurem, ja avab seega põneva väljavaate tahkis-kvantvõrkudele." Selle teatatud hüppega võib tahkis-kvantvõrkude koidik varsti hakata puhkema.

####

Lisateabe saamiseks klõpsake nuppu siin

Kontaktid:
Daneet Steffens
SPIE - rahvusvaheline optika ja fotoonika selts
Kontor: 360-685-5478

Autoriõigus © SPIE – Rahvusvaheline Optika ja Fotoonika Ühing

Kui teil on kommentaar, palun Saada sõnum meile.

Sisu täpsuse eest vastutavad ainuüksi uudisteväljaannete väljaandjad, mitte 7th Wave, Inc. või Nanotechnology Now.

Järjehoidja: