Kiinalaisfyysikot tekivät kvanttikietoutumisen ennätyksen 420 kilometrissä

Kiinan tiede- ja teknologiayliopiston fyysikoiden tiimi on kietouttanut kaksi kvanttimuistia 420 kilometrin valokuituyhteyden välityksellä, mikä asettaa uuden ennätyksen kuitupohjaiselle aine-aine-kietoutumiselle – yli neljä kertaa pidemmälle kuin mikään aiempi demonstraatio.yahoo+1

Miten se toimii

Kokeessa, jota johtivat Xi-Yu Luo, Chao-Yang Wang ja Ming-Yang Zheng, käytettiin laserjäähdytettyjä rubidiumatomipilviä kvanttimuisteina. Kaksi muistiyksikköä, lempinimiltään Alice ja Bob, sijoitettiin kuituyhteyden vastakkaisiin päihin, kun taas Charlie-niminen keskeinen solmu havaitsi kunkin muistin lähettämät fotonit. Kun Charlie havaitsi oikean interferenssikuvion, se vahvisti, että kietoutuminen oli saavutettu kahden kaukaisen muistin välillä.arxiv+1

Kolme teknistä edistysaskelta mahdollistivat saavutuksen. Ensinnäkin tiimi muunsi muistien fotonit tietoliikennekaistan aallonpituuksiksi, mikä vähensi kuidun siirtohäviöitä. Toiseksi stabilointijärjestelmä korjasi jatkuvasti lämpötilan vaihteluita ja tärinää, jotka voisivat sekoittaa kvanttisignaalit. Kolmanneksi he käyttivät yhden fotonin kietoutumisjärjestelmää, joka vaatii vain yhden fotonin selviytymään matkasta kahden sijaan.sciencealert

Perusrajojen ylittäminen

Varsinaisen etäisyysennätyksen lisäksi koe ylitti teoreettisen vertailukohdan, joka tunnetaan nimellä PLOB-raja – vuoden 2017 tulos, joka määrittelee maksiminopeuden, jolla kvanttitieto voi kulkea häviöllisen kanavan läpi ilman toistimia. Yli 320 kilometrin etäisyyksillä tiimin järjestelmä loi kietoutumista nopeammin kuin suora optinen siirto pystyisi saavuttamaan, mikä osoittaa, että muistipohjaiset kvanttiverkot voivat voittaa jopa parhaan mahdollisen suoran kuituyhteyden.arxiv+1

Kohti kvantti-internetiä

Käytännön kvantti-internetiin on vielä vuosia, mutta pitkän matkan kietoutumista paikallaan pysyvien kvanttimuistien välillä pidetään laajalti yhtenä sen olennaisista rakennuspalikoista. Aiemmat demonstraatiot olivat yhdistäneet muisteja noin 50 kilometrin matkalla vuonna 2020 ja kaupunkiverkoissa noin 20 kilometrin matkalla vuonna 2023. Hyppy 420 kilometriin siirtää teknologian metropolialueelta kaupunkien väliseen mittakaavaan.sciencenews+1

"Kokeemme tarjoaa testialustan kvanttiverkkosovellusten tutkimiseen metropolialuetta laajemmassa mittakaavassa", tutkijat kirjoittavat Physical Review Letters -lehdessä julkaistussa artikkelissaan. He huomauttavat, että järjestelmä luo kietoutumista myös korkeilla nopeuksilla lyhyemmillä, noin 100 kilometrin etäisyyksillä, mikä voisi tukea kvanttitoistimien rakentamista – laitteita, jotka lopulta ketjuttaisivat monia tällaisia yhteyksiä maanosat kattaviksi verkoiksi.sciencealert+1