El resultado de una investigación del Ejército de los EE. UU. Acerca la Internet cuántica un paso más. Una Internet de este tipo podría ofrecer a los militares capacidades de seguridad, detección y cronometraje que no son posibles con los enfoques de redes tradicionales.
El Centro de Laboratorio de Investigación del Ejército para el Desarrollo de la Capacidad de Combate del Ejército de los EE. UU. Para Información Cuántica Distribuida, financiado y administrado por la Oficina de Investigación del Ejército del laboratorio, vio a los investigadores de la Universidad de Innsbruck lograr un récord para la transferencia del enredo cuántico entre la materia y la luz: undistancia de 50 kilómetros con cables de fibra óptica.
El entrelazamiento es una correlación que se puede crear entre entidades cuánticas como qubits. Cuando se entrelazan dos qubits y se realiza una medición en uno, afectará el resultado de una medición realizada en el otro, incluso si ese segundo qubit es físicamentemuy lejos.
"Esto [50 kilómetros] está dos órdenes de magnitud más allá de lo que era posible anteriormente y es una distancia práctica para comenzar a construir redes cuánticas entre ciudades", dijo el Dr. Ben Lanyon, físico experimental de la Universidad de Innsbruck y el investigador principal deel proyecto, cuyos hallazgos se publican en la revista Nature Información cuántica .
Las redes cuánticas interurbanas estarían compuestas de nodos de red distantes de qubits físicos, que a pesar de la gran separación física, sin embargo, están enredados. Esta distribución del enredo es esencial para establecer un internet cuántico, dijeron los investigadores.
"La demostración es un gran paso adelante para lograr enredos distribuidos a gran escala", dijo la Dra. Sara Gamble, cogerente del programa del Ejército que apoya la investigación. "La calidad del enredo después de viajar a través de la fibra también es lo suficientemente alta enel otro extremo para cumplir con algunos de los requisitos para algunas de las aplicaciones de redes cuánticas más difíciles "
El equipo de investigación comenzó el experimento con un átomo de calcio atrapado en una trampa de iones. Usando rayos láser, los investigadores escribieron un estado cuántico sobre el ion y simultáneamente lo excitaron para emitir un fotón en el que se almacena la información cuántica. Como resultado,los estados cuánticos del átomo y la partícula de luz se enredaron.
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", dijo Lanyon.
Por lo tanto, su equipo envió inicialmente la partícula de luz a través de un cristal no lineal iluminado por un láser potente. La longitud de onda del fotón se convirtió en el valor óptimo para viajes de larga distancia: la longitud de onda estándar de telecomunicaciones actual de 1.550 nanómetros.
Los investigadores luego enviaron este fotón a través de la línea de fibra óptica de 50 kilómetros de longitud. Sus mediciones muestran que los átomos y las partículas de luz todavía estaban enredados incluso después de la conversión de la longitud de onda y la distancia recorrida.
"La opción de usar calcio significa que estos resultados también proporcionan un camino directo para realizar una red enredada de relojes atómicos a una gran distancia física, ya que el calcio puede quedar atrapado con un qubit de" reloj "de alta calidad. Reloj enredado a gran escalalas redes son de gran interés para el Ejército por su posición de precisión, navegación y aplicaciones de temporización ", dijo el Dr. Fredrik Fatemi, un investigador del Ejército que también administra conjuntamente el programa.
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Materiales proporcionado por Laboratorio de investigación del ejército de EE. UU. . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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