Katı Hal Kuantum Ağlarının Doğuşu: Araştırmacılar, İki Bağımsız Yarı İletken Kuantum Noktası Arasındaki Yüksek Görünürlüğe Sahip Kuantum Girişimini Gösterdiler — Ölçeklenebilir Kuantum Ağlarına Doğru Önemli Bir Adım

Plato tarafından yeniden yayınlandı

İzleyiciler: 0

Ana Sayfa > Basın > Katı hal kuantum ağlarının doğuşu: Araştırmacılar, ölçeklenebilir kuantum ağlarına doğru önemli bir adım olan iki bağımsız yarı iletken kuantum noktası arasındaki yüksek görünürlüğe sahip kuantum girişimini gösterdiler

302 km fiber ile ayrılmış iki bağımsız katı hal QD tek foton kaynağı arasındaki kuantum girişiminin deneysel konfigürasyonu. DM: dikromatik ayna, LP: uzun geçiş, BP: bant geçişi, BS: ışın ayırıcı, SNSPD: süper iletken nanotel tek foton detektörü, HWP: yarım dalga plakası, QWP: çeyrek dalga plakası, PBS: polarizasyon ışını ayırıcı. KREDİ
You ve diğerleri, doi 10.1117/1.AP.4.6.066003

Özet:
Bu yılki Nobel Fizik Ödülü, kuantum dolaşıklığın temel ilgisini kutladı ve ayrıca kuantum süperpozisyon ve dolaşıklık da dahil olmak üzere kuantum mekaniğinin tuhaflığını manipüle edebildiğimiz yeni bir çağ olan "ikinci kuantum devrimi"ndeki potansiyel uygulamaları tasavvur etti. Büyük ölçekli ve tamamen işlevsel bir kuantum ağı, kuantum bilgi bilimlerinin kutsal kâsesidir. Kuantum hesaplama, iletişim ve metroloji için yeni olanaklarla fiziğin yeni bir sınırını açacak.

Katı hal kuantum ağlarının doğuşu: Araştırmacılar, ölçeklenebilir kuantum ağlarına doğru önemli bir adım olan iki bağımsız yarı iletken kuantum noktası arasındaki yüksek görünürlüğe sahip kuantum girişimini gösterdiler.

Bellingham, ABD | 6 Ocak 2023 tarihinde yayınlandı

En önemli zorluklardan biri, kuantum iletişim mesafesini pratik olarak faydalı bir ölçeğe çıkarmaktır. Gürültüsüz bir şekilde yükseltilebilen klasik sinyallerin aksine, süperpozisyondaki kuantum durumları yükseltilemez çünkü mükemmel bir şekilde klonlanamazlar. Bu nedenle, yüksek performanslı bir kuantum ağı, yalnızca ultra düşük kayıplı kuantum kanallarını ve kuantum belleğini değil, aynı zamanda yüksek performanslı kuantum ışık kaynaklarını da gerektirir. Uydu tabanlı kuantum iletişiminde ve kuantum tekrarlayıcılarda son zamanlarda heyecan verici ilerlemeler oldu, ancak uygun tek foton kaynaklarının eksikliği daha fazla ilerlemeyi engelledi.

Kuantum ağ uygulamaları için tek fotonlu bir kaynaktan ne gereklidir? İlk olarak, her seferinde bir (yalnızca bir) foton yaymalıdır. İkincisi, parlaklığa ulaşmak için, tek foton kaynaklarının yüksek sistem verimliliğine ve yüksek tekrarlama oranına sahip olması gerekir. Üçüncüsü, bağımsız fotonlara müdahale etmeyi gerektiren kuantum ışınlama gibi uygulamalar için, tek fotonlar ayırt edilemez olmalıdır. Ek gereksinimler arasında ölçeklenebilir bir platform, ayarlanabilir ve dar bant hat genişliği (zamansal senkronizasyon için uygun) ve madde kübitleriyle ara bağlantı yer alır.

Gelecek vaat eden bir kaynak, yalnızca birkaç nanometrelik yarı iletken parçacıklar olan kuantum noktalarıdır (QD'ler). Bununla birlikte, son yirmi yılda, bağımsız QD'ler arasındaki kuantum girişiminin görünürlüğü, %50'lik klasik sınırı nadiren aştı ve mesafeler birkaç metre veya kilometre ile sınırlandırıldı.

Advanced Photonics'te bildirildiği üzere, uluslararası bir araştırma ekibi, ~300 km optik fiberlerle bağlantılı iki bağımsız QD arasında yüksek görünürlüğe sahip kuantum girişimi elde etti. Ultra düşük gürültülü, ayarlanabilir tek foton frekans dönüştürme ve düşük dağılımlı uzun fiber iletimi ile verimli ve ayırt edilemez tek foton kaynakları rapor ederler. Tek fotonlar, mikro boşluklara deterministik olarak bağlanmış rezonansla sürülen tek QD'lerden üretilir. Kuantum frekans dönüşümleri, QD homojenliğini ortadan kaldırmak ve emisyon dalga boyunu telekomünikasyon bandına kaydırmak için kullanılır. Gözlemlenen girişim görünürlüğü %93'e kadardır. Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nde (USTC) profesör olan kıdemli yazar Chao-Yang Lu'ya göre, "Uygulanabilir iyileştirmeler mesafeyi ~600 km'ye kadar uzatabilir."

Lu, "Çalışmamız önceki QD tabanlı kuantum deneylerinden ~1 km'den 300 km'ye, iki kat daha büyük bir ölçekte atladı ve böylece katı hal kuantum ağları için heyecan verici bir olasılık sunuyor." Bildirilen bu sıçrama ile, katı hal kuantum ağlarının şafağı yakında güne doğru kırılmaya başlayabilir.

####

Daha fazla bilgi için lütfen tıklayın okuyun

İletişim:
Daneet Steffens
SPIE - Uluslararası Optik ve Fotonik Topluluğu
Ofis: 360-685-5478

Telif Hakkı © SPIE–Uluslararası Optik ve Fotonik Topluluğu

Bir yorumunuz varsa, lütfen İletişim bize.

7th Wave, Inc. veya Nanotechnology Now değil, haber bültenleri yayıncıları yalnızca içeriğin doğruluğundan sorumludur.

Yer imi: