Een team van onderzoekers verbonden aan verschillende instellingen in China is erin geslaagd om verstrengelde kwantumgeheugens over een 50 kilometer lange glasvezelkabel te sturen. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Natuur , de groep beschrijft verschillende experimenten die ze hebben uitgevoerd met betrekking tot het verstrengelen van kwantumgeheugen over lange afstanden, de uitdagingen die ze hebben overwonnen, en problemen die nog moeten worden opgelost.

In de afgelopen jaren, wetenschappers hebben gewerkt aan de ontwikkeling van een kwantuminternet - een internet dat vrijwel hetzelfde is als het huidige netwerk, maar met een veel sterkere beveiliging. Een dergelijke benadering is gebaseerd op de ontwikkeling van kwantumsleutels waarmee partijen in een privégesprek kunnen weten dat een indringer afluistert, omdat dit de status van de toetsen zou veranderen. Maar in dergelijke systemen metingen van de kwantumtoestand van de sleutels is vereist, die kunnen worden beïnvloed door omgevingsfactoren, waardoor de aanpak bijna onpraktisch is.

Een andere benadering is het gebruik van verstrengelde deeltjes om een ​​netwerk te vormen, maar dit bleek moeilijk te implementeren vanwege de gevoeligheid van dergelijke deeltjes en hun korte levensduur. Maar er wordt vooruitgang geboekt. In deze nieuwe poging de onderzoekers in China slaagden erin om kwantumgeheugen te verstrengelen tussen gebouwen op 20 kilometer van elkaar en over 50 kilometer opgerolde kabel in hun lab.

Het eerste experiment was gebaseerd op het gebruik van een kleine wolk van atomen die in een gewenste kwantumtoestand werden geplaatst - het vertegenwoordigde een geheugentoestand - lees- en schrijfbewerkingen werden uitgevoerd met behulp van fotonen. Om de geheugenstatus in te schakelen, de onderzoekers dwongen ze in een optische holte, waardoor fotonen kunnen interageren met de atomen in de cloud. Nadat de geheugenstatus was ingesteld, de wolk zond een foton uit om zijn gereedheid aan te kondigen.

Dat foton werd toen gepolariseerd, waardoor het informatie kan dragen over de toestand van het geheugencollectief, wat betekende dat het kon worden gebruikt om het geheugen te verstrikken. Maar om te voorkomen dat het tijdens de transmissie verloren gaat, moet de golflengte worden verschoven naar een golflengte die vaak wordt gebruikt in glasvezelkabelcommunicatie. Het was op dit punt dat het geheugen klaar was om over de kabel te reizen. Het proces bleek ongeveer 30 procent efficiënt te zijn. Het tweede experiment omvatte het creëren van slechts twee kwantumbits geheugen van fotonen en deze door 50 kilometer opgerolde vezel te sturen.

Geen van beide experimenten zal waarschijnlijk leiden tot het creëren van een kwantuminternet, maar beide tonen aan dat wetenschappers steeds dichter bij het uiteindelijke doel komen.

© 2020 Wetenschap X Netwerk