Ikertzaileek bi puntu kuantiko erdieroale independenteen arteko ikusgarritasun handiko interferentzia kuantikoa frogatu zuten, sare kuantiko eskalagarrietarako urrats garrantzitsua.
Iazko Fisikako Nobel Sariak korapilazio kuantikoaren oinarrizko interesa goraipatu zuen, eta "bigarren iraultza kuantikoan" aplikazio potentzialak ere aurreikusi zituen - mekanika kuantikoaren bitxikeriak manipulatzeko gai garen aro berri bat, gainezarpen eta korapilazio kuantikoa barne. Eskala handiko eta guztiz funtzionala den sare kuantiko bat informazio kuantikoaren zientzien graal santua da. Fisikaren muga berri bat irekiko du, konputazio kuantikorako, komunikaziorako eta metrologiarako aukera berriekin.
Erronka esanguratsuenetako bat komunikazio kuantikoaren distantzia eskala ia erabilgarri batera zabaltzea da. Zaratarik gabe anplifikatu daitezkeen seinale klasikoak ez bezala, gainposizioan dauden egoera kuantikoak ezin dira anplifikatu ezin direlako ezin hobeto klonatu. Hori dela eta, errendimendu handiko sare kuantiko batek galera oso baxuko kanal kuantikoak eta memoria kuantikoa ez ezik, errendimendu handiko argi iturri kuantikoak behar ditu. Satelite bidezko komunikazio kuantikoetan eta errepikagailu kuantikoetan aurrerapen zirraragarriak izan dira azkenaldian, baina fotoi bakarreko iturri egokien faltak aurrerapen gehiago oztopatu ditu.
Zer eskatzen zaio fotoi bakarreko iturri bati sare kuantikoko aplikazioetarako? Lehenik eta behin, fotoi bat (bakarrik) igorri beharko luke aldi berean. Bigarrenik, distira lortzeko, fotoi bakarreko iturriek sistemaren eraginkortasun handia eta errepikapen-tasa handia izan behar dute. Hirugarrenik, fotoi independenteekin interferentzia behar duten telegarraio kuantikoan bezalako aplikazioetarako, fotoi bakarrak bereiztezinak izan behar dira. Baldintza gehigarriak honako hauek dira: plataforma eskalagarria, sintonizagarria eta banda estuko lerro-zabalera (denborazko sinkronizaziorako aldekoa) eta materia qubitekin interkonektibitatea.
Iturri itxaropentsu bat puntu kuantikoak (QD) dira, nanometro gutxiko partikula erdieroaleak. Hala ere, azken bi hamarkadetan, QD independenteen arteko interferentzia kuantikoaren ikusgarritasunak oso gutxitan gainditu du % 50eko muga klasikoa eta distantziak metro edo kilometro batzuetara mugatu dira.
Jakinarazi bezala Fotonika aurreratua, nazioarteko ikertzaile talde batek ikusgarritasun handiko interferentzia kuantikoa lortu du ~300 km-ko zuntz optikoekin lotutako bi QD independenteren artean. Fotoi bakarreko iturri eraginkorrak eta bereiztezinak ematen dituzte zarata oso baxuarekin, fotoi bakarreko maiztasun-bihurketa sintonizagarria eta sakabanaketa baxuko zuntz luzearen transmisioarekin. Fotoi bakarrak erresonantziaz bultzatutako QD bakarretik sortzen dira, mikrobarrunbeetara deterministikoki akoplatuta. Maiztasun kuantikoen bihurketa QD deshomogeneotasuna kentzeko eta igorpenaren uhin-luzera telekomunikazio bandara aldatzeko erabiltzen dira. Behatutako interferentziaren ikusgarritasuna % 93koa da. Chao-Yang Lu egile nagusiak, Txinako Zientzia eta Teknologia Unibertsitateko (USTC) irakaslearen arabera, "Hobekuntza egingarriek distantzia gehiago luzatu dezakete ~ 600 km-ra".
Luk dioenez, "gure lanak aurreko QDn oinarritutako esperimentu kuantikoetatik ~ 1 km-tik 300 km-ra bitarteko eskalan egin zuen, bi magnitude-ordena handiagoa, eta, beraz, egoera solidoko sare kuantikoen aukera zirraragarria irekitzen du". Jakinarazitako jauzi honekin, egoera solidoko sare kuantikoen egunsentia laster hasiko da egun aldera.
Erreferentzia: "300 km-ko zuntz baino gehiagoko fotoi bakarreko iturri independenteekin interferentzia kuantikoa" Xiang You, Mingyang Zheng, Si Chen, Run-Ze Liu, Jian Qin, Mo-Chi Xu, Zheng-Xuan Ge, Tung-Hsun Chung, Yu-k. -Kun Qiao, Yang-Fan Jiang, Han-Sen Zhong, Ming-Cheng Chen, Hui Wang, Yu-Ming He, Xiu-Ping Xie, Hao Li, Li-Xing You III, Christian Schneider, Juan Yin, Teng-Yun Chen, Mohamed Benyoucef, Yong-Heng Huo, Sven Höfling, Qiang Zhang, Chao-Yang Lu eta Jian-Wei Pan, 27ko abenduaren 2022an, Fotonika aurreratua.
DOI: 10.1117/1.AP.4.6.066003
