Исследователи из Университета науки и технологий Китая и Цзинаньского института квантовых технологий продемонстрировали возможность создания квантовой запутанности между двумя независимыми и дистанционными системами памяти. Технология, описанная в журнале Physical Review Letters, пригодится для создания квантового интернета.
В своем эксперименте Бао и его коллеги разместили два модуля квантовой памяти (набора атомов) в разных местах городской среды, разместив их на расстоянии 12,5 км друг от друга. Ученые сформировали квантовую запутанность возбудив один атом в первом узле. Фотон, испущенный атомом, был передан по оптоволокну длиной 20,5 км к другому модулю памяти, и связал два узла.
Исследователи отмечают, что фотон, испускаемый модулем памяти, находится в ближнем инфракрасном диапазоне (795 нм). Такая частота не подходит для передачи по волокну с малыми потерями. Поэтому авторы работы использовали метод квантового преобразования частоты, чтобы увеличить длину волны фотона до 1342 нм. После поступления сигнала во второй модуль проводится обратное преобразование. Такая технология, как полагают создатели, увеличивает качество передачи данных.
Хотя некоторые предыдущие исследования демонстрировали квантовые связи на больших расстояниях, в основном они касались передачи запутанных фотонов либо связывали длинным волокном лаборатории в одном здании, объясняют авторы публикации. В своей работе ученые связали устройства квантовой памяти на основе атомов, разнесенных на большое расстояние.
Квантовый интернет может открыть большие возможности для многочисленных приложений квантовых технологий. Например, это может обеспечить более безопасную связь, более точное дистанционное зондирование и распределенные сети квантовых вычислений. Однако для их создания требуется множество связанных между собой дистанционных модулей. Новая работа — шаг к построению таких сетей, добавляют физики.
