Кубит и длина волны под квантовый Интернет

Кубит и длина волны под квантовый Интернет

Международная группа ученых определила способ создания квантовых битов. Созданные новым способом квантовые биты испускают фотоны, которые входят в «рабочее» состояние на тех же длинах волн, что используются телекоммуникационными провайдерами Интернет. Такого рода кубиты основаны на карбиде кремния, в котором молибденовые примеси создают цветовые центры.

Проект кубита для квантового Интернета

Использованием явлений:

  • суперпозиция и переплетение,
  • квантовые вычисления,
  • квантовая коммуникация,

обеспечиваются значительные вычислительные мощности и криптография высокой сложности квантового Интернета.

Ранее сообщалось о некоторых успехах в области коммуникаций квантовых явлений через оптические волокна. Однако все эксперименты обычно проводились на длине волн, которые несовместимы со стандартными волокнами для передачи данных.

Физики Гронингенского университета (Нидерланды) вместе с коллегами из Университета Линчёпинга и компанией «Norstel AB» (Швеция), разработали проект кубита.  Получаемый кубит способен передавать информацию относительно состояния на длине волны 1100 нм.

Кроме того, задействованный механизм, по мнению специалистов, допустимо настроить на длины волн близкие к диапазону, что используется при передаче данных (около 1300-1500 нм).

Учёные использовали метод, называемый когерентным захватом популяции, с целью создания суперпозиции в области цветовых центров. Когерентный захват популяции связан с использованием свойства электронов, называемого спином.

Квантово-механическим явлением, которое даёт электронам магнитный момент, может указываться направление «вверх» или «вниз». Таким образом создаётся кубит, где спиновые состояния представляют 0 или 1.

Если применяется магнитное поле, спины выравниваются параллельно, либо не параллельно к магнитному полю. Интересно, что в результате выравниваний основное состояние электронов со спином верхнего или нижнего положения несколько отличается.

Экспериментальные подвижки к совместимости

Когда лазерный свет используется для возбуждения электронов, впоследствии электроны возвращаются к одному из двух основных состояний.

Учёными использовались два лазера, каждый из которых настраивался для перемещения электронов из одного основного состояния на один и тот же уровень возбуждения.

Так специалисты пытались создать ситуацию, при которой суперпозиция обоих состояний спина развивается в цветовом центре.

После ряда тонких настроек экспериментаторам удалось создать кубит с долговременной суперпозицией и в сочетании с быстрым переключением.

Кроме того, полученный кубит излучал фотоны с информацией о квантовом состоянии на инфракрасных длинах волн.

Учитывая богатую библиотеку примесей для создания цветовых центров в кристаллах карбида кремния, учёные выразили уверенность о возможностях доведения длины волны до уровней, используемых стандартами оптических волокон.

Если с этой задачей — созданием более стабильной (более продолжительной) суперпозиции удастся справиться, квантовый Интернет приблизится к ещё на один шаг к моменту реального воплощения.


На основе материалов: RUG


Добавить комментарий

Внимание: Спам не пройдёт. Работает фильтрация комментариев. *