Немецкие ученые создали первую в мире квантовую сеть

Коллектив ученых под руководством директора Института квантовой оптики Макса Планка, профессора Герхарда Ремпе, построил первую элементарную квантовую сеть. Она состоит из двух связанных одноатомных узлов, передающих квантовую информацию посредством когерентного обмена фотонами.

Статья авторов работы опубликована в журнале Nature. Её также можно найти на сайте препринтов arXiv.org. 

В одиночном атоме квантовая информация закодирована в когерентной суперпозиции двух энергетических уровней. Когда атом в узле А под действием управляющего лазера излучает фотон, информация переходит в тип поляризации последнего. По оптическому волокну фотон достигает узла Б, где когерентно поглощается переводя атом-получатель в квантовое состояние, в котором первоначально находился атом А. В итоге, атом А пребывает в готовности к получению следующего фотона, а атом Б способен передать свою информацию дальше или обратно. Такое решение поддерживает наращивание сетей до произвольных многоузловых конфигураций. Считывание квантовых состояний узлов выполняется переводом их в поляризацию фотонов, легко измеряемую инструментально.

Первой проблемой для экспериментаторов стало удержание атома в ловушке (полости с двумя близко расположенными зеркалами) - она была преодолена применением лазерных лучей, настроенных так, чтобы вносимые ими возмущения были минимальны. Затем, была решена задача управляемого испускания захваченным атомом одиночного фотона. И окончательно, удалось показать, что система из атома в полости способна служить интерфейсом для хранения информации, закодированной в фотоне, и, после определенного периода хранения, отсылать ее с другим одиночным фотоном.

Опытная установка состояла из двух таких систем, представляющих узлы сети, они были смонтированы в двух лабораториях на расстоянии 21 м и соединены оптическим кабелем длиной 60 м. Фактически, впервые в мире была реализована квантовая связь между массивными частицами на столь большой дистанции.

Соавтор статьи в апрельском номере журнала Nature, Стефан Риттер, отмечает, что в эксперименте такая дальняя квантовая связь создавалась примерно за микросекунду и сохранялась порядка 100 микросекунд. В далекой перспективе, по его мнению, в подобную когерентную квантовую систему может превратиться и весь интернет

Напомним, в 2004 году японcкие ученые разработали технологию передачи запахов через интернет.

                                                                          По материалам:Компьютерное обозрение

Другие новости по теме

Физики придумали квантовый переключатель, управляемый фотонами Ученые впервые создали схему, позволяющую интегрировать квантовый переключатель в оптическую сеть

Физики телепортировали фотон на рекордное расстояние Ученые Университета Женевы успешно провели квантовую телепортацию.

Физики создали первую защищенную квантовую сеть Физики из Европы и США создали первую в мире квантовую сеть, позволяющую обмениваться защищенной информацией в локальной сети, пишет журнал Nature.

Ученые продемонстрировали надежную квантовую телепортацию Ученым удалось передать на расстояние квантовую информацию.

Физики впервые в мире получили квантовую спутанность двух алмазов при комнатной температуре Британские физики из Оксфордского университета провели эксперимент, в ходе которого им впервые в мире удалось создать квантовую спутанность двух алмазов, разнесенных на расстояние 15 сантиметров. Кристаллы на протяжении нескольких пикосекунд находились в состоянии, когда они одновременно колебались и не колебались.