Forscher David Levonian und Mihir Bhaskar, die das fehlende Glied aufgebaut haben. Harvard University
Ein Quanten-Internet kann für eine Reihe von Situationen nützlich sein, z. B. für das Senden nicht hackbarer Nachrichten und die Verbesserung der GPS-Genauigkeit. Wissenschaftler auf der ganzen Welt haben daran gearbeitet, ein Quantennetzwerk für zu realisieren. über 20 Jahre . Die größte Straßensperre war das Senden von Quantensignalen über große Entfernungen.
Jetzt ein Forscherteam vom MIT und Harvard University in den USA wurde das "fehlende Glied" für ein praktisches Quanten-Internet gefunden.
Ihre Ergebnisse wurden veröffentlicht in Natur am Montag.
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Moderne Version einer alten Idee
Die Forscher Die Methode ist im Wesentlichen eine moderne Variante einer altmodischen Idee eines Repeaters, der die Kommunikation über große Entfernungen ermöglicht, indem Signalverluste korrigiert und kompensiert werden.
Die Forscher haben einen Prototyp erstellt Quantenknoten das kann Quanteninformationsbits fangen, speichern und verwickeln.
"Diese Demonstration ist ein konzeptioneller Durchbruch, der die größtmögliche Reichweite von Quantennetzwerken erweitern und möglicherweise viele neue Anwendungen auf eine Weise ermöglichen könnte, die mit vorhandenen Technologien nicht möglich ist", sagte Mikhail Lukin von Harvard .
Verschränkung ist der entscheidende Teil der Studie, da damit Informationen über große Entfernungen perfekt korreliert werden können - auf diese Weise kann niemand zuhören. Derzeit tritt bei der Quantenkommunikation über große Entfernungen ein Photonenverlust auf, was eine der größten Herausforderungen für darstelltWissenschaftler, die das Quantencomputing in großem Maßstab verbessern wollen.
Lukin und seine Kollegen haben hart daran gearbeitet, ein System zu nutzen, das zwei Aufgaben gut ausführen kann: Quantenbits von Quanteninformationen abfangen und verarbeiten und sie lange genug speichern, damit alle Netzwerke bereit sind.
Die Forscher haben ein einzelnes Farbzentrum in einen vorgefertigten Diamanthohlraum integriert, wodurch die Photonen gezwungen werden, eingeschlossen zu werden und mit dem einzelnen Farbzentrum zu interagieren.
Ihr Gerät kann Quanteninformationen speichern in Millisekunden - genug Zeit, um Informationen über Tausende von Kilometern zu transportieren.
"Dieses Gerät kombiniert die drei wichtigsten Elemente eines Quantenrepeaters - einen langen Speicher, die Fähigkeit, Informationen von Photonen effizient einzufangen und sie lokal zu verarbeiten", sagte Bart Machielse von Harvard .
"Jede dieser Herausforderungen wurde separat behandelt, aber kein Gerät hat alle drei kombiniert."