طلوع شبکه های کوانتومی حالت جامد: محققان تداخل کوانتومی با دید بالا بین دو نقطه کوانتومی نیمه هادی مستقل را نشان دادند گامی مهم به سوی شبکه های کوانتومی مقیاس پذیر

بازنشر افلاطون

دنبال: 0

صفحه اصلی > رسانه ها و مطبوعات > طلوع شبکه های کوانتومی حالت جامد: محققان تداخل کوانتومی با دید بالا را بین دو نقطه کوانتومی نیمه هادی مستقل نشان دادند - گامی مهم به سمت شبکه های کوانتومی مقیاس پذیر

پیکربندی تجربی تداخل کوانتومی بین دو منبع تک فوتون QD حالت جامد مستقل که توسط فیبر 302 کیلومتری از هم جدا شده‌اند. DM: آینه دو رنگی، LP: گذر طولانی، BP: گذر باند، BS: شکاف پرتو، SNSPD: آشکارساز تک فوتونی نانوسیم ابررسانا، HWP: صفحه نیمه موج، QWP: صفحه یک چهارم موج، PBS: تقسیم کننده پرتو قطبی. اعتبار
شما و همکاران، doi 10.1117/1.AP.4.6.066003

چکیده:
جایزه نوبل فیزیک امسال علاقه بنیادین درهم تنیدگی کوانتومی را جشن گرفت و همچنین کاربردهای بالقوه در "انقلاب کوانتومی دوم" را پیش بینی کرد - عصر جدیدی که در آن ما می توانیم عجیب و غریب مکانیک کوانتومی، از جمله برهم نهی و درهم تنیدگی کوانتومی را دستکاری کنیم. یک شبکه کوانتومی در مقیاس بزرگ و کاملاً کاربردی، جام مقدس علوم اطلاعات کوانتومی است. این مرز جدیدی از فیزیک را با امکانات جدیدی برای محاسبات کوانتومی، ارتباطات و اندازه‌شناسی باز خواهد کرد.

طلوع شبکه های کوانتومی حالت جامد: محققان تداخل کوانتومی با دید بالا را بین دو نقطه کوانتومی نیمه هادی مستقل نشان دادند - گامی مهم به سمت شبکه های کوانتومی مقیاس پذیر

بلینگهام، WA | ارسال شده در 6 ژانویه 2023

یکی از مهم‌ترین چالش‌ها این است که فاصله ارتباطات کوانتومی را تا مقیاسی کاربردی افزایش دهیم. برخلاف سیگنال‌های کلاسیک که می‌توانند بدون نویز تقویت شوند، حالت‌های کوانتومی در برهم نهی نمی‌توانند تقویت شوند، زیرا نمی‌توانند به طور کامل شبیه‌سازی شوند. بنابراین، یک شبکه کوانتومی با کارایی بالا نه تنها به کانال‌های کوانتومی و حافظه کوانتومی با تلفات بسیار کم، بلکه به منابع نور کوانتومی با کارایی بالا نیز نیاز دارد. اخیراً پیشرفت‌های هیجان‌انگیزی در ارتباطات کوانتومی مبتنی بر ماهواره و تکرارکننده‌های کوانتومی صورت گرفته است، اما فقدان منابع تک فوتونی مناسب پیشرفت‌های بیشتر را با مشکل مواجه کرده است.

چه چیزی از یک منبع تک فوتون برای برنامه های کاربردی شبکه کوانتومی مورد نیاز است؟ ابتدا باید یک (فقط یک) فوتون را در یک زمان ساطع کند. دوم، برای دستیابی به روشنایی، منابع تک فوتون باید بازده سیستم بالا و نرخ تکرار بالایی داشته باشند. سوم، برای کاربردهایی مانند تله‌پورت کوانتومی که نیاز به تداخل با فوتون‌های مستقل دارند، تک فوتون‌ها باید غیرقابل تشخیص باشند. الزامات اضافی شامل یک پلت فرم مقیاس پذیر، پهنای خط قابل تنظیم و باند باریک (مناسب برای همگام سازی زمانی) و اتصال با کیوبیت های ماده است.

یک منبع امیدوارکننده، نقاط کوانتومی (QDs)، ذرات نیمه هادی تنها چند نانومتری است. با این حال، در دو دهه گذشته، دید تداخل کوانتومی بین QD های مستقل به ندرت از حد کلاسیک 50 درصد فراتر رفته است و فاصله ها به حدود چند متر یا کیلومتر محدود شده است.

همانطور که در Advanced Photonics گزارش شده است، یک تیم بین المللی از محققان به تداخل کوانتومی با دید بالا بین دو QD مستقل مرتبط با فیبرهای نوری 300 کیلومتر دست یافته اند. آنها منابع تک فوتون کارآمد و غیرقابل تشخیص با نویز فوق العاده کم، تبدیل فرکانس تک فوتون قابل تنظیم و انتقال فیبر بلند با پراکندگی کم را گزارش می دهند. فوتون های منفرد از QD های منفرد رزونانسی که به طور قطعی با ریزحفره ها جفت شده اند تولید می شوند. تبدیل فرکانس کوانتومی برای حذف ناهمگنی QD و انتقال طول موج انتشار به باند مخابراتی استفاده می شود. دید تداخل مشاهده شده تا 93٪ است. به گفته نویسنده ارشد Chao-Yang Lu، استاد دانشگاه علم و فناوری چین (USTC)، "پیشرفت های عملی می تواند مسافت را تا 600 کیلومتر افزایش دهد."

لو اظهار می‌کند: «کار ما از آزمایش‌های کوانتومی قبلی مبتنی بر QD در مقیاسی از 1 کیلومتر تا 300 کیلومتر، دو مرتبه بزرگ‌تر، جهش کرد و بنابراین چشم‌انداز هیجان‌انگیزی برای شبکه‌های کوانتومی حالت جامد باز می‌کند.» با این جهش گزارش شده، طلوع شبکه های کوانتومی حالت جامد ممکن است به زودی آغاز شود.

####

برای اطلاعات بیشتر، لطفا کلیک کنید اینجا کلیک نمایید

تماس با ما:
دنیت استفس
SPIE - انجمن بین المللی نوری و فوتونیک
دفتر مرکزی: 360-685-5478

حق چاپ © SPIE – انجمن بین المللی اپتیک و فوتونیک

اگر نظری دارید بفرمایید تماس با ما ما.

مسئولیت صحت محتوا به عهده صادرکنندگان انتشارات خبری است، نه موج هفتم، شرکت یا نانوتکنولوژی اکنون.

نشانک: