Dr Rose Ahlefeldt och A. Prof Matthew Sellars som använder en högupplöst färglaser (används för att studera kristaller av sällsynta jordartsmetaller) i solid state -spektroskopi -laboratoriet vid Australian National University Krediter:ANU/cqc2t.org
Forskare vid Australian National University (ANU) har tagit ett stort steg framåt för att tillhandahålla praktiska byggstenar för ett globalt kvantinternet. Laget, ledd av docent Matthew Sellars, har visat att en erbium-dopad kristall är unikt lämpad för att möjliggöra ett globalt telekommunikationsnätverk som utnyttjar kvantmekanikens konstiga egenskaper.
"Ansträngningen att bygga en kvantdator beskrivs ofta som" rymdloppet på 2000 -talet ", men dagens datorer insåg inte sin fulla potential förrän vi hade internet, sa Sellars, Programchef i Center for Quantum Computation and Communication Technology (CQC2T) vid ANU. "Vi har visat att en erbium-dopad kristall är det perfekta materialet för att bilda byggstenarna i ett kvantinternet som kommer att låsa upp hela potentialen för framtida kvantdatorer. Vi hade denna idé för 10 år sedan, men många av våra kamrater berättade att en så enkel idé inte kunde fungera. Att se detta resultat, det känns fantastiskt att veta att vårt tillvägagångssätt var det rätta."
Arbetet, publicerad i Naturfysik , visar hur man dramatiskt kan förbättra lagringstiden för ett telekomkompatibelt kvantminne, en avgörande utmaning som har undvikit forskare världen över.
"Ett telekomkompatibelt kvantminne är en viktig komponent för ett praktiskt kvantinternet, "sa Dr Rose Ahlefeldt, DECRA -stipendiat vid ANU och CQC2T.
"Minnen tillåter oss att buffra och synkronisera kvantinformation, nödvändiga operationer för kvantkommunikation över långa avstånd. Just nu, forskare använder minnen som inte fungerar med rätt våglängd, och måste använda en komplicerad omvandlingsprocess till och från kommunikationsvåglängden. Detta kan vara ineffektivt, och betyder att de måste göra tre mycket svåra saker istället för bara en, " Hon sa.
Erbium, en sällsynt jordartsmetall, har unika kvantegenskaper så att den fungerar i samma band som befintliga fiberoptiska nät, eliminera behovet av en konverteringsprocess.
Miloš Ran č i med den experimentella installationen som används för att undersöka material för ett telekomkompatibelt kvantminne Kredit:cqc2t.org
"Den unika fördelen med vår teknik är att den fungerar i samma 1550 nanometerband som dagens telekommunikationsinfrastruktur, gör den kompatibel med fiberoptiska kablar som finns i befintliga nätverk, " sa förstaförfattaren och doktorand Miloš Ranči?. "Vi har visat att erbiumjoner i en kristall kan lagra kvantinformation i mer än en sekund, vilket är 10, 000 gånger längre än andra försök, och är tillräckligt lång för att en dag skicka kvantinformation genom ett globalt nätverk."
Sellars sa att den nya tekniken också kan användas som en kvantljuskälla eller användas som en optisk länk för solid-state kvantberäkningsenheter, koppla dem till kvantinternet.
Dr Rose Ahlefeldt och A. Prof Matthew Sellars som driver en superledande magnetkryostat, används i experimentet för att generera ett högt magnetfält och extremt låga temperaturer Credit:ANU/cqc2t.org
"Vårt material är inte bara kompatibelt med befintlig fiberoptik, men dess mångsidighet betyder att den kommer att kunna ansluta till många typer av kvantdatorer inklusive CQC2T:s kisel-qubits, och superledande qubits som de som utvecklas av Google och IBM, "sa Sellars." Detta resultat är så spännande för mig eftersom det tillåter oss att ta mycket av det principiella arbete som vi har demonstrerat och göra det till praktiska enheter för ett fullskaligt kvantinternet. "
