Квантовата комуникация се използва за обмен и разпространение на квантова информация между отдалечени квантови компютри и други устройства, за разпределени изчисления и за осигуряване на квантова криптография. Засега тези мрежи са все още в начален стадий на развитие и използват заплетени квантови фотонни състояния за трансфер на информацията. Учени от Австрия и Великобритания представиха нов тип кубит, базиран на квантови точки. Те са създали колективно квантово състояние, което може да се използва като квантов регистър за съхраняване и пренос на информацията в квантовите комуникационни мрежи на бъдещето.
Ефективността на квантовите комуникационни мрежи е силно ограничена от декохерентността. Поради това мрежите се нуждаят от релейни възли, които приемат и усилват декохерентния сигнал. За да преодолеят тези ограничения, учените разработват квантови памети, способни да съхраняват заплетени състояния, така че квантовите ретранслатори да могат да работят на големи разстояния. Полупроводниковите квантови точки са признати за най-добрия вариант по отношение на кохерентността и яркостта на фотоните. Те са идеални за кодиране и предаване на квантовата информация, пише Physics World.
Електронните спинови състояния на квантовите точки обаче не са подходящи за дългосрочно съхранение на квантовата информация в стационарните възли на мрежата. Те съдържат стотици и хиляди ядра с флуктуиращи спинове. Шумът от тези флуктуации води до декохерентност на кубитите, базирани на електронни спинови състояния. В миналото физиците Деймиън Ганглоф и Мете Ататур вече показаха как да контролират този шум чрез измерване на взаимодействието му с електронните спинови състояния.
Сега те са използвали алгоритъм за обратна връзка при квантова точка от галиев арсенид, за да стабилизират 13 000 ядрени спинови състояния в колективно заплетено „тъмно състояние“. Това е такова стабилно квантово състояние, при което нито се поглъщат, нито се излъчват фотони. С помощта на един-единствен магнон, елементарно възбуждане на спинова система, обща за всичките 13 000 ядра, е възможно да се преобърне спинът на целия ядрен ансамбъл между двете колективни квантови състояния.
Всяко от тези състояния може да се определи като 0 или 1 в двоична система. Екипът показа как може да се обменя квантова информация между ядрена система и кубит в квантови точки с точност на предаване на информацията от около 70%.
„Квантовата памет поддържаше запомненото състояние в продължение на около 130 микросекунди, което потвърди ефективността на нашия протокол. Също така идентифицирахме факторите, ограничаващи точността на тока и времето за запомняне, включително пресичане между ядрените режими и оптично индуцирана спинова релаксация“, каза Ганглоф.
Учените се надяват, че техният подход ще преодолее едно от най-сериозните ограничения на комуникационните мрежи, базирани на квантови точки.
Всичко важно от света на технологиите, директно в пощата ти.
С абонирането приемате нашите Условия и Политика за поверителност. Може да се отпишете с един клик по всяко време.
Коментирайте статията в нашите Форуми. За да научите първи най-важното, харесайте страницата ни във Facebook, и ни последвайте в Google Новини, TikTok, Telegram и Viber или изтеглете приложението на Kaldata.com за Android, iPhone, Huawei, Google Chrome, Microsoft Edge и Opera!
