量子互联网,量子纠缠实现发送超过50公里的光纤!

原标题:量子互联网,量子纠缠实现发送超过50公里的光纤!

量子互联网为新科学技术提供绝对的防窃听通信和强大的分布式传感器网络。然而,由于量子信息无法复制,因此不可能通过经典网络发送此信息。量子信息必须通过量子粒子传输,为此需要特殊的接口。因斯布鲁克的实验物理学家本·兰扬,他的研究在2015年获得了奥地利启动奖,正在研究未来量子互联网的这些重要交叉点。现在研究团队,已经创造了物质和光之间量子纠缠转移的记录。

第一次,使用光缆覆盖了50公里的距离,这比以前的可能性提高了两个数量级,是开始构建城市间量子网络的实际距离。Lanyon团队从一个被困在离子阱中的钙原子开始了实验。利用激光束,研究人员在离子上写入量子态,同时激发它发射存储量子信息的光子。结果,原子和光粒子的量子态是纠缠的,但挑战是通过光缆传输光子。钙离子发出的光子波长为854纳米,并很快被光纤吸收。因此,研究团队最初通过由强激光照明的非线性晶体发送光粒子。

光子波长被转换为长途旅行的最佳值:当前的电信标准波长为1550纳米。来自因斯布鲁克的研究人员,通过一条50公里长的光纤线路发送这种光子。测量表明,即使经过波长转换和这一漫长的旅程,原子和光粒子仍然纠缠在一起。作为下一步,Lanyon和研究团队展示了该研究方法将能够在相距100公里或更远的离子之间产生纠缠。两个节点将每一个纠缠光子发送50公里的距离到一个交叉点,在那里以这样的方式测量光粒子,使得它们失去与离子的纠缠,这又会使它们纠缠。

现在有了100公里节点间距的可能性,因此人们可以设想在未来几年内建立世界上第一个城际光物质量子网络:例如,在因斯布鲁克和维也纳之间建立量子互联网的过程中,只需要几个捕获的离子系统。Lanyon团队是量子互联网联盟(Quantum Internet Alliance)的一部分,该联盟是欧盟量子框架内的一个国际项目。目前研究成果已经发表在《自然》《量子信息》期刊上。返回搜狐,查看更多

博科园|研究/来自:因斯布鲁克大学
参考期刊《npj Quantum Information》
DOI: 10.1038/s41534-019-0186-3
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