Всемирная квантовая взаимосвязь возможно поближе, чем кажется

    Ни квантовые компы, ни квантовая тайнопись и не сумеют получить подабающее развитие и предстать общераспространенными технологиями без систем памяти, кои сумеют заведовать квантовой информацией не сложно и отлично. Факультет физики Вуза Варшавы пробует популяризовать квантовые информационные технологии методом сотворения атомной памяти с неописуемыми чертами и очень простейший конструкцией.

    Всемирная квантовая взаимосвязь возможно поближе, чем кажется

    Опосля пары лет тестовых испытаний в лабораториях физики, первые квантовые технологии медлительно, однако правильно приобретают распространение. Одним из примеров является квантовая тайнопись — метод шифрования, который обеспечивает практически полную гарантию неопасной телепередачи заданных и в текущее время принимается вооруженными силами и банковскими колледжами. Обработка квантовой инфы и отправка ее на длинноватые дистанции, но, всерьез ограничена нехваткой надлежащей памяти. Как только пишет Phys.org, Вуз Варшавы в Польше сделал целиком функционирующую атомную память с простейший и надежной конструкцией, которую можно применять в ряде применений, включая телекоммуникации.

    «Самой объемной неувязкой при разработке нашей квантовой памяти был четкий выбор свойств системы, кои дозволили бы ей же отлично сохранять, хранить и считывать квантовую информацию. Мы а также отыскали метод понизить шум во время поиска и обнаружения [информации]», — рассказал ученый Войцех Василевский.

    Современные оптоволоконные паутине включают телепередачу традиционной инфы, использующей лазерный свет, распространяющийся снутри оптоволоконных кабелей. Но затухание светового сигнала в этаком оптоволоконном кабеле приводит к тамошнему, что он ослабляется при прохождении долговременных дистанций. При пользовании оптоволоконных кабелей, на каждые 100 км приходится располагать лазерные усилители, умножающие фотоны. Они превращают слабенький сигнал с маленьким количеством фотонов в мощный сигнал с наибольшим количеством фотонов.

    Все же в квантовых коммуникациях важны конкретно отдельные фотоны и них квантовые состояния. В данной сфере усиление сигнала значит не совсем только умножение цифры фотона, а уж быстрее сохранение них необычного нетронутого квантового состояния. К огорчению, квантовую информацию нельзя дублировать безнаказанно: проведение каких-то измерений квантового состояния фотона безизбежно воздействует на его оригинальное состояние. Невозможность квантового клонирования, открытое в фолиант числе и польским физиком Войцехом Журеком, накладывает фундаментальные ограничения на операции, кои умеют проводиться с квантовой информацией.

    В 2001 году группа физиков из Вуза Инсбрука и Гарвардского вуза предложила протокол квантовой телепередачи DLCZ, тем сделав вероятным телепередачу квантовой инфы на длинноватые дистанции. Согласно этому протоколу, квантовая информация, попадающая в каждый релейный узел паутине, будет храниться там довольно длительно, дабы гарантировать успешную телепередачу к очередному узлу. Однако в этаком протоколе главную участие играется квантовая память, которая будет хранить квантовую информацию довольно длительное время.

    «До этого времени квантовая память добивалась трудного лабораторного оборудования и всеохватывающих способов остывания системы перед началом очень малорослых температур, закадычных к абсолютному нулю. Прибор атомной памяти, которое мы сделали, может ишачить при намного наиболее больших температурах, в границах 10 градусов по Цельсию, и этакую память изрядно проще поддерживать», — помечает Радек Крапкиевич, аспирант и соавтор работы.

    Главным элементом прибора памяти, сделанного физиками Варшавского вуза, является стеклянная видеокамера 2,5 сантиметров в поперечнике и 10 сантиметров в длину, стороны которой покрыты рубидием, а уж сама она заполнена инертным газом. Когда трубку медлительно нагревают, нескольких рубидия наполняют фотокамеру, в то время как только инертный газ замедляет них движение и тем сокращает шум. Когда квантовая информация хранится в этакий видеокамере, фотоны лазерного луча «отпечатывают» квантовые состояния на огромном количестве атомов рубидия. В то же время испускаются и альтернативные фотоны, а уж них обнаружение свидетельствует об фолиант, что информация существовала сохранена. Информация, которая хранится в памяти, возможно извлечена при помощи иного умышленно подобранного лазерного импульса.

    Для записи и получения квантовой инфы ученые приименяли передовые способы фильтрации света и инноваторскую фотокамеру своей конструкции. Эта видеокамера, могущая отличать отдельные фотоны, различается позарез низкорослым уровнем шума и скоростью в десятки раз свыше имеющихся фотокамер.

    «Стабильность квантовой инфы, лежащей в памяти, продолжается от пары микросекунд перед началом десятков микросекунд. Вы сможете задать вопросец, как такова недолговечная память возможно вообщем полезна, однако имейте в образу, что все находится в зависимости от внедрения. В области телекоммуникации временные рамки в микросекундах являются полностью достаточными, дабы предпринять несколько попыток телепередачи квантового сигнала к последующей ретрансляционной станции», — подчеркивает Миша Домбровский, докторант факультета.

    Многоопытная работа с тонкими явлениями квантовой оптики дозволила ученым Варшавского вуза изрядно понизить уровень шума в квантовых сигналах. При извлечении инфы большинство шума уносится фотонами, кои испускаются ячейками памяти, в альтернативном направлении, отличном от тамошнего, в каком уходит квантовая информация.

    Тамошняя же ячейка квантовой атомной памяти может хранить свет с различными типами пространственных мод (типов вибрации). Из сего следует, что выработки ученых владеют большей доступной мощностью сейчас. В действительном квантовом телекоммуникационном приложении одна ячейка сего новенького типа может служить буфером памяти для пары оптоволоконных кабелей сразу.