Forskare vid QuTech i Delft har lyckats generera kvantintrassling mellan två kvantchips snabbare än trasslingen går förlorad. Via ett nytt smart intrasslingsprotokoll och noggrant skydd av intrasslingen, forskarna under ledning av prof. Ronald Hanson är de första i världen att leverera en sådan kvantlänk på begäran. Detta öppnar dörren för att ansluta flera kvantnoder och skapa det allra första kvantnätverket i världen. Deras resultat publiceras i Natur .

Genom att utnyttja kraften i kvantintrassling, det är teoretiskt möjligt att bygga ett kvantinternet som är osårbart för avlyssning. Dock, förverkligandet av ett sådant kvantnätverk är en verklig utmaning – det är nödvändigt att skapa förveckling på ett tillförlitligt sätt på begäran, och bibehålla den tillräckligt länge för att överföra den intrasslade informationen till nästa nod. Än så länge, detta har varit bortom kapaciteten för kvantexperiment.

Forskare vid QuTech i Delft är nu de första som experimentellt genererar intrassling över ett avstånd av två meter på en bråkdel av en sekund, på begäran, och teoretiskt bibehålla denna intrassling tillräckligt länge för att möjliggöra intrassling till en tredje nod. "Utmaningen är nu att vara den första att skapa ett nätverk av flera intrasslade noder - den första versionen av ett kvantinternet, säger professor Hanson.

2015, Ronald Hansons forskargrupp var den första som genererade långlivad kvantintrassling över en lång sträcka (1,3 kilometer), , gör det möjligt för dem att tillhandahålla fullständiga experimentella bevis på kvantintrassling för första gången. Detta experiment är grunden för deras nuvarande tillvägagångssätt för att utveckla ett kvantinternet. Avlägsna enstaka elektroner på diamantchips intrasslas med fotoner som mediatorer. Dock, detta experiment har inte haft den prestanda som krävs för att skapa ett riktigt kvantnätverk. Hanson säger, "2015, vi lyckades upprätta en anslutning en gång i timmen, medan anslutningen bara förblev aktiv i en bråkdel av en sekund. Det var omöjligt att lägga till en tredje nod, än mindre flera noder, till nätverket."

Forskarna har nu gjort flera innovativa förbättringar av experimentet. För det första, de demonstrerade en ny intrasslingsmetod. Detta möjliggör generering av intrassling 40 gånger i sekunden mellan elektroner på ett avstånd av två meter. Medförfattaren Peter Humphreys säger, "Detta är tusen gånger snabbare än med den gamla metoden." I kombination med ett smart sätt att skydda kvantlänken från externt brus, experimentet har nu överskridit en avgörande tröskel. För första gången, intrassling kan skapas snabbare än den går förlorad.

Genom tekniska förbättringar, den experimentella uppställningen är nu alltid redo för intrassling på begäran. Hanson säger, "Precis som på det nuvarande internet, vi vill alltid vara online, systemet måste trassla in sig på varje begäran." Forskarna har uppnått detta genom att lägga till smarta kvalitetskontroller. Humphreys säger, "Dessa kontroller tar bara en bråkdel av den totala experimenttiden, samtidigt som vi kan säkerställa att vårt system är redo för intrassling, utan någon manuell åtgärd."

Forskarna visade förra året att de kunde skydda en kvantintrasslad länk medan en ny anslutning skapades. Genom att kombinera detta och deras nya resultat, de är redo att skapa kvantnätverk med fler än två noder. Delft-forskarna planerar nu att realisera ett sådant nätverk mellan flera kvantnoder. Hanson säger, "Tillsammans med partners som KPN, vi vill koppla samman fyra städer i Nederländerna senast 2020 via kvantintrassling. Detta kommer att bli det allra första kvantinternet i världen."