Por primera vez, un equipo ha enviado una partícula de luz enredada con materia de más de 50 km de fibra óptica. Esto allana el camino para el uso práctico de las redes cuánticas y establece un hito para un futuro internet cuántico.
Internet cuántico promete una comunicación absolutamente a prueba de golpes y potentes redes de sensores distribuidos para la nueva ciencia y tecnología. Sin embargo, debido a que la información cuántica no puede copiarse, no es posible enviar esta información a través de una red clásica. La información cuántica debe transmitirse porPara ello se necesitan partículas cuánticas e interfaces especiales. El físico experimental Ben Lanyon, con sede en Innsbruck, que recibió el Premio austríaco START en 2015 por su investigación, está investigando estas importantes intersecciones de un futuro Internet cuántico. Ahora su equipo en el Departamentode Física Experimental en la Universidad de Innsbruck y en el Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica de la Academia de Ciencias de Austria ha logrado un récord para la transferencia de enredos cuánticos entre la materia y la luz. Por primera vez, una distancia de 50 kilómetros fuecubierto con cables de fibra óptica ". Esto es dos órdenes de magnitud más allá de lo que era posible anteriormentey es una distancia práctica para comenzar a construir redes cuánticas entre ciudades ", dice Ben Lanyon.
Fotón convertido para transmisión
El equipo de Lanyon comenzó el experimento con un átomo de calcio atrapado en una trampa de iones. Usando rayos láser, los investigadores escriben un estado cuántico en el ion y simultáneamente lo excitan para emitir un fotón en el que se almacena la información cuántica. Como resultado, ellos estados cuánticos del átomo y la partícula de luz están enredados. Pero el desafío es transmitir el fotón a través de cables de fibra óptica. "El fotón emitido por el ion calcio tiene una longitud de onda de 854 nanómetros y es rápidamente absorbido por la fibra óptica".Ben Lanyon. Por lo tanto, su equipo envía inicialmente la partícula de luz a través de un cristal no lineal iluminado por un láser potente. De este modo, la longitud de onda del fotón se convierte en el valor óptimo para viajes de larga distancia: la longitud de onda estándar de telecomunicaciones actual de 1550 nanómetros. Los investigadores de Innsbruckluego envíe este fotón a través de una línea de fibra óptica de 50 kilómetros de largo. Sus mediciones muestran que el átomo y la partícula de luz todavía están enredados incluso después de la longitud de ondah conversión y este largo viaje.
Incluso distancias mayores a la vista
Como siguiente paso, Lanyon y su equipo muestran que sus métodos permitirían generar enredos entre iones a 100 kilómetros de distancia y más. Dos nodos envían a cada uno un fotón enredado en una distancia de 50 kilómetros a una intersección donde están las partículas de luzmedido de tal manera que pierden su enredo con los iones, lo que a su vez los enredaría. Con el espacio de nodos de 100 kilómetros ahora es una posibilidad, uno podría imaginar la construcción de la primera red cuántica interurbana de materia ligera en los próximos años:solo se requeriría un puñado de sistemas iónicos atrapados en el camino para establecer un internet cuántico entre Innsbruck y Viena, por ejemplo.
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Materiales proporcionado por Universidad de Innsbruck . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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