Світанок твердотільних квантових мереж: дослідники продемонстрували чітку квантову інтерференцію між двома незалежними напівпровідниковими квантовими точками Важливий крок до масштабованих квантових мереж

Перевидано Платоном

читають: 0

Головна > прес > Світанок твердотільних квантових мереж: Дослідники продемонстрували високу видимість квантової інтерференції між двома незалежними напівпровідниковими квантовими точками — важливий крок до масштабованих квантових мереж

Експериментальна конфігурація квантової інтерференції між двома незалежними однофотонними джерелами твердотільних квантових точок, розділених 302-кілометровим волокном. DM: дихроматичне дзеркало, LP: довгий прохід, BP: смуговий прохід, BS: розщеплювач променя, SNSPD: надпровідний нанодротяний однофотонний детектор, HWP: напівхвильова пластина, QWP: чвертьхвильова пластина, PBS: поляризаційний розгалужувач променя. КРЕДИТ
Ви та ін., doi 10.1117/1.AP.4.6.066003

Анотація:
Цьогорічна Нобелівська премія з фізики відзначила фундаментальний інтерес квантової заплутаності, а також передбачила потенційні застосування у «другій квантовій революції» — новій епосі, коли ми зможемо маніпулювати дивовижністю квантової механіки, включаючи квантову суперпозицію та заплутаність. Масштабна та повністю функціональна квантова мережа є святим Граалем наук про квантову інформацію. Це відкриє новий рубіж фізики з новими можливостями для квантових обчислень, комунікації та метрології.

Світанок твердотільних квантових мереж: дослідники продемонстрували високу видимість квантової інтерференції між двома незалежними напівпровідниковими квантовими точками — важливий крок до масштабованих квантових мереж

Беллінгем, штат Вашингтон | Опубліковано 6 січня 2023 р

Однією з найважливіших проблем є збільшення відстані квантового зв’язку до практично корисного масштабу. На відміну від класичних сигналів, які можуть бути безшумно посилені, квантові стани в суперпозиції не можуть бути посилені, оскільки їх неможливо ідеально клонувати. Тому високопродуктивна квантова мережа потребує не лише квантових каналів із наднизькими втратами та квантової пам’яті, а й високопродуктивних квантових джерел світла. Нещодавно відбувся захоплюючий прогрес у супутниковому квантовому зв’язку та квантових ретрансляторах, але відсутність відповідних однофотонних джерел перешкоджає подальшому розвитку.

Що потрібно від однофотонного джерела для додатків квантової мережі? По-перше, він повинен випромінювати один (лише один) фотон за раз. По-друге, для досягнення яскравості однофотонні джерела повинні мати високу ефективність системи та високу частоту повторення. По-третє, для додатків, таких як квантова телепортація, які вимагають втручання в незалежні фотони, окремі фотони повинні бути нерозрізненими. Додаткові вимоги включають масштабовану платформу, регульовану та вузькосмугову ширину лінії (сприятливу для тимчасової синхронізації) та взаємозв’язок із кубітами матерії.

Перспективним джерелом є квантові точки (КТ), напівпровідникові частинки розміром лише кілька нанометрів. Однак за останні два десятиліття видимість квантової інтерференції між незалежними КТ рідко перевищувала класичну межу в 50%, а відстані були обмежені декількома метрами або кілометрами.

Як повідомляє Advanced Photonics, міжнародна група дослідників досягла високої видимості квантової інтерференції між двома незалежними КТ, з’єднаними оптичними волокнами довжиною приблизно 300 км. Вони повідомляють про ефективні та нерозрізнені однофотонні джерела з наднизьким рівнем шуму, регульованим однофотонним перетворенням частоти та довговолоконною передачею з низькою дисперсією. Окремі фотони генеруються з резонансно керованих одиночних квантових точок, детерміновано пов’язаних із мікропорожнинами. Квантові перетворення частоти використовуються для усунення неоднорідності КТ і зміщення довжини хвилі випромінювання в телекомунікаційний діапазон. Видимість перешкод становить до 93%. За словами старшого автора Чао-Ян Лу, професора Університету науки і технологій Китаю (USTC), «можливі вдосконалення можуть збільшити відстань до ~600 км».

Лу зауважує: «Наша робота перескочила з попередніх квантових експериментів на основі КТ у масштабі від ~1 км до 300 км, що на два порядки більше, і, таким чином, відкриває захоплюючу перспективу твердотільних квантових мереж». З цим звітним стрибком світанок твердотільних квантових мереж може незабаром початися ближче до дня.

####

Для отримання додаткової інформації натисніть тут

Контакти:
Даніт Стеффенс
SPIE – Міжнародне товариство оптики та фотоніки
Офіс: 360-685-5478

Авторське право © SPIE–Міжнародне товариство оптики та фотоніки

Якщо у вас є коментар, будь ласка Контакти нам.

Видавці випусків новин, а не 7th Wave, Inc. або Nanotechnology Now, несуть повну відповідальність за точність змісту.

Закладка: