Ett team av forskare med anknytning till flera institutioner i Kina har lyckats skicka intrasslade kvantminnen över en 50 kilometer lång spiralkabel. I deras tidning publicerad i tidningen Natur , gruppen beskriver flera experiment de genomförde med att sammanfoga kvantminnet över långa avstånd, utmaningarna de överkom, och problem som fortfarande måste åtgärdas.

Under de senaste åren har forskare har arbetat för utvecklingen av ett kvantinternet-ett mycket detsamma som dagens nätverk, men med mycket starkare säkerhet. Ett sådant tillvägagångssätt är baserat på utvecklingen av kvantnycklar som gör det möjligt för parterna i en privat konversation att veta att en interloper avlyssnar, eftersom det skulle ändra nycklarnas tillstånd. Men i sådana system, mätningar av nycklarnas kvanttillstånd krävs, som kan påverkas av miljöförhållanden, vilket gör tillvägagångssättet nästan opraktiskt.

Ett annat tillvägagångssätt innebär att man använder intrasslade partiklar för att bilda ett nätverk - men detta har visat sig vara svårt att genomföra på grund av känsligheten hos sådana partiklar och deras korta livslängd. Men framsteg görs. I denna nya insats, forskarna i Kina lyckades trassla ihop kvantminnet mellan byggnader 20 kilometer från varandra och över 50 kilometer spolad kabel i sitt labb.

Det första experimentet baserades på användningen av ett litet moln av atomer placerade i ett önskat kvanttillstånd - det representerade ett minnestillstånd - läs- och skrivoperationer utfördes med hjälp av fotoner. För att aktivera minnet, forskarna tvingade dem in i en optisk hålighet, så att fotoner kan interagera med atomerna i molnet. När minnet var inställt, molnet avgav en foton för att meddela att den var beredd.

Den fotonen polariserades sedan, låta den bära information om minneskollektivets tillstånd, vilket innebar att det kunde användas för att trassla ihop minnet. Men för att förhindra att den försvinner under överföringen krävs att dess våglängd flyttas till en som vanligtvis används i fiberkabelkommunikation. Det var vid denna tidpunkt som minnet var redo att resa över kabeln. Processen visade sig vara cirka 30 procent effektiv. Det andra experimentet innebar att bara skapa två kvantbitar av minne från fotoner och skicka dem genom 50 kilometer spolad fiber.

Inget av experimenten kommer sannolikt att leda till skapandet av ett kvantinternet, men båda visar att forskare är på väg att närma sig det yttersta målet.

© 2020 Science X Network