Ein neues "Quantenmodem" mit einem winzigen Spiegelgehäuse wurde entwickelt, um einem klassischen Computer-Internetmodem für das Quanten-Internet zu entsprechen.
Das Quanteninternet ist eine erwartete Entwicklung, deren Existenz sich noch in einem sehr frühen Entwicklungsstadium befindet und die ausschließlich auf Fortschritten im Quantencomputer beruht.
Trotzdem ergänzt das neu entwickelte Quantenmodem die Liste anderer Quantengeräte, einschließlich Quantenbatterien und Computer das eine bevorstehende Revolution in der Datenverarbeitung signalisiert.
Ein Quantenmodem für die Zukunft
Abgesehen davon, dass Berechnungen möglich sind, die für einen klassischen Computer nicht möglich wären oder Jahre dauern würden, bietet Quantencomputer auch das Potenzial, eine unglaublich sichere spionagesichere Kommunikation über ein Quanteninternet zu ermöglichen.
Quantencomputer sind aufgrund ihrer Natur praktisch nicht hackbar, wenn sie im Handel erhältlich sind.
Obwohl die Revolution des Quantencomputers nicht garantiert ist, bringt uns ein Quantenmodem der Verwirklichung einen Schritt näher.
"In Zukunft könnte ein Quanten-Internet verwendet werden, um Quantencomputer an verschiedenen Orten zu verbinden, was ihre Rechenleistung erheblich erhöhen würde!" Physiker Andreas Reiserer vom Max-Planck-Institut in Deutschland, erklärt in a Pressemitteilung .
Die neue Forschung konzentriert sich auf das Verbinden von stationären Qubits - Quantencomputer-Äquivalent zu klassischen Computerbits - in einem Quantencomputer mit sich bewegenden Qubits, die sich zwischen mehreren Maschinen bewegen.
Ein Miniaturspiegelschrank
Das neu entwickelte Quantenmodem verwendet Lichtphotonen zum Speichern von Quantendaten während des Transports. Diese sind genau auf die Infrarotwellenlänge des Laserlichts abgestimmt, das in heutigen Kommunikationssystemen verwendet wird - dies bedeutet, dass das System mit vorhandenen arbeiten kann. Glasfaser Netzwerke, die eine reibungslosere Umstellung auf Quantentechnologien ermöglichen.
In ihrem Modem installierten die Forscher einen Miniaturspiegelschrank um einen Kristall aus einem Yttrium. Silikatverbindung
Mit dem Element Erbium und seine Elektronen und die Kühlung des Systems auf minus 271 Grad Celsius minus 455,8 Grad Fahrenheit konnten die Forscher ihre gespeicherten Ruhe-Qubits dazu bringen, mit Infrarotphotonen so zu reagieren, wie sie es wollten.
"Unser System ermöglicht somit effiziente Wechselwirkungen zwischen Licht- und Festkörper-Qubits, während die fragilen Quanteneigenschaften der letzteren in beispiellosem Maße erhalten bleiben", schrieben die Forscher in ihrem veröffentlicht Papier .
Der abgekühlte Kristall hält die Erbiumatome stabil genug, um eine Wechselwirkung zu erzwingen, während die Spiegel die Infrarotphotonen tausendfach um das Innere des Modems reflektieren.
Die Spiegel schaffen im Wesentlichen Zehntausende von Chancen für den notwendigen Quantensprung. Sie machen das System 60-mal schneller und effizienter, erklären die Forscher.
Ein Quantensprung zum Rechnen?
Wie bei den meisten Fortschritten in der Quantentechnologie wird es wahrscheinlich lange dauern, bis wir ein reales System sehen, das die neue Entwicklung nutzt. Wir sind noch weit davon entfernt, ein effektives Quantencomputersystem zu sehen, das in Massenproduktion hergestellt werden könnte.
Abgesehen davon, dass die Quantenmodemstudie einen wesentlichen Fortschritt für eine mögliche Revolution im Bereich des Quantencomputers darstellt, könnte sie auch dazu beitragen, Quantenprozessoren und Quantenrepeater zu entwickeln, die Daten über größere Entfernungen übertragen können, so die Forscher.
Wir sind vielleicht weit davon entfernt, die Revolution des Quantencomputers zu sehen, aber mit Unternehmen wie Google und IBM behauptet, sie hätten die Quantenüberlegenheit und eine Reihe anderer neuer Entwicklungen erreicht, es könnte kein so großer Sprung von der Realität sein.