|
Телепортация с записью состояний в память
|
|
|
|
Квантовая телепортация - это увлекательный процесс, который включает в себя перенос квантового состояния частицы в другое удаленное место без перемещения или обнаружения самой частицы. Этот процесс может сыграть центральную роль в реализации так называемого "квантового интернета", версии Интернета, которая обеспечивает безопасную и мгновенную передачу квантовой информации между устройствами в рамках одной сети.
|
|
|
|
Квантовая телепортация - идея далеко не недавняя, поскольку в прошлом она несколько раз была экспериментально реализована. Тем не менее, в большинстве предыдущих демонстраций использовалось преобразование частоты, а не работа в телекоммуникационном диапазоне.
|
|
|
|
Исследователи из Нанкинского университета недавно продемонстрировали телепортацию фотонного кубита телекоммуникационной длины волны (то есть квантового бита, закодированного в свете на тех же длинах волн, которые поддерживают современные коммуникации) в телекоммуникационную квантовую память. Их статья, опубликованная в журнале Physical Review Letters, может открыть новые возможности для создания масштабируемых квантовых сетей и, следовательно, потенциально квантового Интернета.
|
|
|
|
"Квантовая телепортация всегда была захватывающим протоколом в квантовой коммуникации из-за ее способности передавать квантовые состояния, даже не раскрывая их", - сказал Сяо-Сон Ма, старший автор статьи Phys.org. "Для дальнейшего увеличения дальности передачи состояния критически важно включить квантовую память в систему квантовой телепортации".
|
|
|
|
|
|
|
Основной целью недавнего исследования Ма и его коллег была успешная интеграция телекоммуникационной твердотельной квантовой памяти в систему квантовой телепортации, которая позволила бы хранить передаваемую квантовую информацию. Основная роль этой памяти будет заключаться в распределении и хранении запутанных частиц по квантовой сети (т.е. в распределении запутанности).
|
|
|
|
Квантовые сети основаны на квантовых ретрансляторах, устройствах, которые могут разделять расстояния, на которые передается информация, на более короткие и более управляемые участки, известные как элементарные звенья. Размещенные в конце этих разделов квантовые запоминающие устройства могли бы хранить квантовую информацию в течение времени, необходимого для установления взаимосвязи между целыми сегментами сетей, что, в свою очередь, могло бы обеспечить ее передачу на большие расстояния.
|
|
|
|
"Для проведения эксперимента мы использовали пять систем, - объяснил Ма. - Они включают в себя подготовку входного состояния, источник ЭПР для генерации пар запутанных фотонов из встроенного фотонного чипа, измерение состояния Белла и квантовую память на основе ансамблей ионов эрбия. Мы также использовали модуль распределения частот и тонкой настройки, основанный на использовании F-P резонатора и технологии PDH."
|
|
|
|
Эта недавняя работа Ма и его коллег показывает, что квантовая информация может передаваться по сети с использованием устройств и оптических длин волн, совместимых с теми, которые в настоящее время используются в коммуникациях. Демонстрация командой квантовой телепортации может способствовать развитию квантовых сетей, потенциально способствуя будущей реализации надежного квантового Интернета.
|
|
|
|
"Наше исследование впервые продемонстрировало квантовую телепортацию от телекоммуникационных фотонов к твердотельной квантовой памяти на основе ионов эрбия", - добавил Ма. "Вся наша система использует компоненты, идеально совместимые с существующими оптоволоконными сетями. Эта телекоммуникационно-совместимая платформа для генерации, хранения и обработки квантовых состояний света представляет собой весьма многообещающий подход к созданию крупномасштабных квантовых сетей".
|
|
|
|
В рамках своих следующих исследований исследователи планируют сосредоточиться на повышении производительности твердотельной памяти на основе ионов эрбия, используемой в их экспериментах. Более конкретно, они хотели бы увеличить время ее хранения и повысить эффективность, с которой она хранит квантовую информацию.
|
|
|
|
Источник
|
