Ученым удалось связать две ячейки квантовой памяти через 50-километровый оптический кабель

Квантовая память


Объединенная группа исследователей из нескольких китайских научных учреждений преуспела в деле создания призрачной "запутанной" связи между двумя ячейками квантовой памяти при помощи оптоволоконного кабеля, длиной более 50 километров. Для реализации запутывания квантовой памяти на больших расстояниях ученым пришлось найти пути решения целого ряда сложных проблем, тем не менее, в данной технологии имеется и ряд других проблем, которые ученым еще предстоит решить, прежде чем эту технологию можно будет использовать в практических целях.

Отметим, что ученые уже достаточно давно работают над созданием так называемого "квантового Интернета", аналога существующей глобальной сети, но намного более защищенного и безопасного. Одним из путей реализации является использование квантовых ключей, которые позволяют абонентам на концах коммуникационной линии узнать о факте постороннего вмешательства в процесс обмена информацией. Для этого требуется проведение измерений квантового состояния фотонов света, являющихся носителями квантовых ключей, это состояние может быть нарушено из-за вмешательства неблагоприятных факторов окружающей среды, что делает данный метод не очень практичным.

Другим подходом к созданию квантового Интернета является использование запутанных частиц для формирования сети. И у этого подхода также имеются свои проблемы и трудности в реализации, квантовые частицы, переносящие состояние квантовой запутанности, также очень чувствительны к окружающей среде и имеют короткое время существования, в течение которого сохраняется их квантовая природа.

Тем не менее, несмотря на имеющиеся проблемы, квантовые технологии постепенно движутся вперед. Группа китайских исследователей, о которой шла речь в самом начале, сначала успешно запутала ячейки квантовой памяти, которые находились в двух разных зданиях, разделенных расстоянием в 20 километров. Позже этот эксперимент был упрощен, ячейки памяти находились в одной лаборатории, а их запутывание производилось при помощи бухты оптоволоконного кабеля, длина которого превышала 50 километров.

В первом эксперименте использовалось маленькое облако атомов, которые все были помещены в определенное квантовое состояние, заключенное в полости специальной оптической впадины. Это позволяло атомам взаимодействовать с фотонами света, посредством которых осуществлялись операции чтения и записи информации. При записи информации облако атомов излучало фотон света, что говорило об успешном выполнении этой операции.

Излученный фотон света имеет определенную поляризацию, в которой отражается коллективное состояние атомов облака и это можно использовать для запутывания одной ячейки памяти (облака атомов) с другой. Для того, чтобы этот фотон мог пройти через оптоволокно большой длины, не исказившись и не растеряв заключенное в нем квантовое "содержимое", его длина волны была изменена при помощи специального устройства. Эффективность такого процесса оказалась не очень высока и составила всего 30 процентов на дистанции в 20 километров.

Во втором эксперименте в качестве ячеек квантовой памяти использовались уже фотоны света, которые запутывались друг с другом через оптоволокно, длиной в 50 километров.

К сожалению, пока еще ни одна из технологий, о которых речь шла выше, не способна обеспечить создание квантового Интернета. Тем не менее, оба эксперимента являются достаточно значимыми шагами, которые приближают ученых к их конечной цели.




Ключевые слова:
Квантовая, Память, Ячейка, Запутанность, Атом, Фотон, Свет, Оптоволокно, Расстояние, Интернет

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Немецкие ученые раздвинули границы использования квантовой запутанности до ...
  • Создан новый вид квантовой памяти, обладающей рекордными показателями эффек ...
  • Использование двух атомов различных элементов позволяет повысить стабильнос ...
  • Ученым удалось осуществить квантовую телепортацию при помощи фотона, прошед ...
  • Ученые МИТ разработали квантовую память, основанную на фотонике.




  • 28 февраля 2020 09:22
    #1 Написал: MaxIvanov

    Публикаций: 0
    Комментариев: 409
    Запутали, на короткое время, но можно ли передавать так информацию быстрее скорости света хоты бы на это время, нигде не говорится.
        
    2 марта 2020 04:54
    #2 Написал: SiNgLeMaN

    Публикаций: 0
    Комментариев: 14
    MaxIvanov,
    Передвижение/передача информации/энергии/материи на расстояние со скоростью больше, чем скорость света в вакууме запрещена на фундаментальном уровне. И можете перестать даже мечтать об этом, если не знаете, как можно обойти принцип причинности и решить все парадоксы связанные с перемещением назад во времени.
        
    2 марта 2020 19:35
    #3 Написал: bagol

    Публикаций: 0
    Комментариев: 10
    Вы оба правы и не правы одновременно. winked
    Чтобы бесконечно быстро передать информацию на бесконечно большое расстояние нужно одну из запутанных частиц перенести на это расстояние. Перенос упирается в фундаментальное ограничение.
    Спустимся на уровень ниже: Столбы не возможно устанавливать со скоростью света, а вот разговаривать по проводам да.
        
    3 марта 2020 18:22
    #4 Написал: SiNgLeMaN

    Публикаций: 0
    Комментариев: 14
    bagol,
    Одной частицы хватит для передачи (телепортации) только одного бита информации. А этот бит (одна или какая-то часть запутанных частиц) лететь быстрее света не может. Термин "телепортация" применяется не к самой частице или ее энергии, а к ее квантовому состоянию. Физически ничего не телепортируется, наладить мгновенную связь никогда не получится, телепортировать что-угодно, само собой, тоже не выйдет. А вот наладить идеально секретный канал связи можно, который никто и никогда, даже теоретически, не сможет взломать. Ну а еще можно сделать квантовый компьютер, который может некоторые задачи решать экспоненциально быстрее классических.
        
    3 марта 2020 22:04
    #5 Написал: bagol

    Публикаций: 0
    Комментариев: 10
    Мы сейчас обсуждаем формулу e=m(c*c), которая действительно не позволяет перенос материального тела быстрее скорости света или скорость изменения состояния одной из запутанных квантовых частиц при воздействии на другую, уже находящуюся далеко? Старик Альберт еще не догадывался о фотоне, который может быть в двух местах одновременно. А вот время жизни такой двуединой связи зависит уже от современных и будущих технологий. Запасаемся попкорном и следим.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.