שחר של רשתות קוונטיות במצב מוצק: חוקרים הפגינו הפרעות קוונטיות בעלות נראות גבוהה בין שתי נקודות קוונטיות מוליכים למחצה עצמאיים - צעד חשוב לקראת רשתות קוונטיות ניתנות להרחבה

הועלה מחדש על ידי אפלטון

עוקב: 0

עמוד הבית > חדשות ועדכונים > שחר של רשתות קוונטיות במצב מוצק: חוקרים הדגימו הפרעות קוונטיות בעלות נראות גבוהה בין שתי נקודות קוונטיות מוליכים למחצה עצמאיים - צעד חשוב לקראת רשתות קוונטיות ניתנות להרחבה

תצורה נסיונית של הפרעות קוונטיות בין שני מקורות QD חד-פוטונים עצמאיים במצב מוצק המופרדים על ידי סיבים של 302 ק"מ. DM: מראה דיכרומטית, LP: מעבר ארוך, BP: מעבר פס, BS: מפצל קרן, SNSPD: גלאי ננו-תיל יחיד פוטון מוליך, HWP: לוח חצי גל, QWP: לוח רבע גל, PBS: מפצל קרן קיטוב. אַשׁרַאי
אתה וחב', דוי 10.1117/1.AP.4.6.066003

תקציר:
פרס נובל לפיזיקה השנה חגג את העניין הבסיסי של הסתבכות קוונטית, וגם חזה את היישומים הפוטנציאליים ב"מהפכת הקוונטים השנייה" - עידן חדש שבו אנו מסוגלים לתמרן את המוזרות של מכניקת הקוונטים, כולל סופרפוזיציה קוונטית והסתבכות. רשת קוונטית בקנה מידה גדול ומתפקדת במלואה היא הגביע הקדוש של מדעי המידע הקוונטי. זה יפתח גבול חדש של הפיזיקה, עם אפשרויות חדשות לחישוב קוונטי, תקשורת ומטרולוגיה.

שחר של רשתות קוונטיות במצב מוצק: חוקרים הדגימו הפרעות קוונטיות בעלות נראות גבוהה בין שתי נקודות קוונטיות מוליכים למחצה עצמאיים - צעד חשוב לקראת רשתות קוונטיות ניתנות להרחבה

בלינגהאם, וושינגטון | פורסם ב-6 בינואר, 2023

אחד האתגרים המשמעותיים ביותר הוא להרחיב את המרחק של תקשורת קוונטית לקנה מידה שימושי מעשי. בניגוד לאותות קלאסיים שניתן להגביר ללא רעש, מצבים קוונטיים בסופרפוזיציה אינם ניתנים להגברה מכיוון שלא ניתן לשבט אותם בצורה מושלמת. לכן, רשת קוונטית בעלת ביצועים גבוהים דורשת לא רק ערוצים קוונטיים בעלי אובדן נמוך במיוחד וזיכרון קוונטי, אלא גם מקורות אור קוונטיים בעלי ביצועים גבוהים. לאחרונה חלה התקדמות מרגשת בתקשורת קוונטית מבוססת לוויינים ובמשחזרים קוונטיים, אך מחסור במקורות פוטונים בודדים מתאימים הפריע להתקדמות נוספת.

מה נדרש ממקור פוטון יחיד עבור יישומי רשת קוונטית? ראשית, הוא צריך לפלוט פוטון אחד (רק אחד) בכל פעם. שנית, כדי להשיג בהירות, על מקורות הפוטונים הבודדים להיות בעלי יעילות מערכת גבוהה וקצב חזרות גבוה. שלישית, עבור יישומים כגון טלפורטציה קוונטית הדורשים התערבות בפוטונים עצמאיים, הפוטונים הבודדים צריכים להיות בלתי ניתנים להבחנה. דרישות נוספות כוללות פלטפורמה ניתנת להרחבה, רוחב קו מתכוונן וצר פס (טובה לסנכרון זמני), וקישוריות עם קיוביטים של חומר.

מקור מבטיח הוא נקודות קוונטיות (QDs), חלקיקים מוליכים למחצה של ננומטרים בודדים בלבד. עם זאת, בשני העשורים האחרונים, הנראות של הפרעות קוונטיות בין QDs עצמאיות חרגה רק לעתים רחוקות מהגבול הקלאסי של 50% והמרחקים הוגבלו לסביבות כמה מטרים או קילומטרים.

כפי שדווח ב-Advanced Photonics, צוות בינלאומי של חוקרים השיג הפרעות קוונטיות בעלות נראות גבוהה בין שני QDs עצמאיים הקשורים לסיבים אופטיים של כ-300 ק"מ. הם מדווחים על מקורות פוטון בודדים יעילים ובלתי ניתנים להבחין בהם עם רעש נמוך במיוחד, המרה בתדר פוטון בודד ניתנת לכיוון והעברת סיבים ארוכים בפיזור נמוך. הפוטונים הבודדים נוצרים מ-QDs בודדים המונעים בתהודה המקושרים באופן דטרמיניסטי למיקרו-חללים. המרות תדר קוונטי משמשות לביטול חוסר ההומוגניות של QD ולהסטת אורך גל הפליטה לרצועת התקשורת. נראות ההפרעות הנצפית היא עד 93%. לדברי הסופר הבכיר צ'או-יאנג לו, פרופסור באוניברסיטת המדע והטכנולוגיה של סין (USTC), "שיפורים אפשריים יכולים להרחיב עוד יותר את המרחק ל-~600 ק"מ."

Lu מעיר, "העבודה שלנו קפצה מהניסויים הקוונטיים הקודמים מבוססי QD בקנה מידה מ-1 ק"מ עד 300 ק"מ, שני סדרי גודל גדולים יותר, ובכך פותחת סיכוי מרגש של רשתות קוונטיות במצב מוצק." עם הקפיצה המדווחת הזו, שחר של רשתות קוונטיות של מצב מוצק עשוי להתחיל לפרוץ בקרוב לקראת יום.

####

לקבלת מידע נוסף, לחץ על כאן

ליצירת קשר:
דנית סטפנס
SPIE - החברה הבינלאומית לאופטיקה ופוטוניקה
Office: 360-685-5478

זכויות יוצרים © SPIE–האגודה הבינלאומית לאופטיקה ופוטוניקה

אם יש לך תגובה בבקשה צרו קשר שלנו.

מנפיקי מהדורות חדשות, לא 7th Wave, Inc. או Nanotechnology Now, אחראים בלעדית לדיוק התוכן.

הפוך: