Kvantdatorteknik kan ha anmärkningsvärda fördelar jämfört med klassisk datorteknik, inklusive en snabbare hastighet och förmågan att hantera mer komplexa problem. Under de senaste åren har vissa forskare också undersökt möjlig etablering av ett "kvantinternet", ett nätverk som skulle tillåta kvantenheter att utbyta information, precis som klassiska datorenheter utbyter information idag.

Kvantinternet kan öppna fascinerande möjligheter för många kvantteknologiska tillämpningar. Det skulle till exempel kunna möjliggöra säkrare kommunikation, mer exakt fjärranalys och distribuerade kvantberäkningsnätverk.

Forskare vid University of Science and Technology i Kina och Jinan Institute of Quantum Technology har nyligen visat kvantintrassling mellan två minnesenheter som ligger 12,5 km från varandra i en stadsmiljö. Deras artikel, publicerad i Physical Review Letters , kan vara ytterligare ett steg mot utvecklingen av ett kvantinternet.

"2020 publicerade vi en artikel där vi demonstrerar intrasslingen av två kvantminnen via en fiberlänk på 50 km," sa Xiao-Hui Bao, en av forskarna som genomförde studien, till Phys.org. "I det experimentet var båda två minnen vi använde placerade inom ett labb och därmed inte helt oberoende. Nästa steg i vår forskning var att göra de två minnena helt oberoende, samtidigt som vi placerade ett långt avstånd mellan dem."

I sitt experiment introducerade Bao och hans kollegor två kvantnoder på olika platser i en stadsmiljö, och placerade dem på 12,5 km avstånd från varandra. I den första noden, kallad nod A, intrasslade de sitt första kvantminne med en enda foton. Denna enda foton skickades sedan till nod B och lagrades i det andra kvantminnet.

"På detta sätt trasslar vi in ​​de två avlägsna kvantminnena," förklarade Bao. "Eftersom fotonen som emitteras från vårt minne är nära infraröd (795 nm), och inte är lämplig för överföring med låga förluster i fiber, använder vi oss av kvantfrekvensomvandlingstekniken för att flytta fotonens våglängd till 1342 nm istället, vilket förbättrar den totala överföringseffektiviteten avsevärt."

Medan vissa tidigare studier hade visat kvantkopplingar över långa avstånd, involverade de främst överföring av intrasslade fotoner. Å andra sidan etablerade Bao och hans kollegor intrassling mellan två atombaserade kvantminnesenheter.

Detta skulle kunna möjliggöra anslutning mellan flera olika noder, vilket är ett nyckelkrav för att etablera tillförlitliga kvantberäkningsnätverk.

"Det huvudsakliga resultatet av vårt senaste arbete är att vi insåg det längsta avståndet av intrasslingsdistribution med kvantminnen," sa Bao. "Sådan förveckling är den grundläggande resursen för att bygga kvantnätverk och kvantrepeaters."

Det senaste arbetet av Bao och hans kollegor är ett anmärkningsvärt bidrag till forskningsområdet med fokus på etableringen av ett kvantinternet. Deras demonstration av intrassling mellan två kvantminnessystem på 12,5 km kan vara ett viktigt steg mot att möjliggöra säker kvantkommunikation över långa avstånd.

"I det aktuella experimentet är den avlägsna förtrasslingen som genereras inte ännu förebådad, vilket begränsar dess ytterligare tillämpningar," tillade Bao. "Inom en snar framtid planerar vi att implementera en utgiven version, samtidigt som vi planerar att utöka antalet noder också." + Utforska vidare

Forskare uppnår rekordtrassling av kvantminnen

© 2022 Science X Network