Физики поддерживали квантовую запутанность атомов на рекордном расстоянии в 33 км

Исследователи соединили две квантовых памяти оптоволокном длиной в 33 км. Это самое большое расстояние, на котором было достигнуто квантовое запутывание с использованием кабеля.

Физики использовали систему из двух атомов рубидия в оптических ловушках. Модули квантовой памяти были размещены в двух удаленных лабораториях кампуса Мюнхенского университета имени Людвига и Максимилиана и соединены оптоволоконным кабелем. С помощью преобразователя частоты ученым удалось поддерживать квантовую запутанность на рекордном расстоянии.

Лазерный импульс возбуждает атомы рубидия, после чего они спонтанно возвращаются в свое основное состояние, испуская каждый по фотону. Из-за сохранения углового момента спин атома запутан с поляризацией излучаемого им фотона. Ученые использовали эти частицы для квантово-механического соединения двух атомов. Они передали их по оптоволоконному кабелю на приемную станцию, где совместное измерение фотонов показывает квантовую запутанность.

Сложность передачи такого сигнала на большое расстояние связана с длиной волны испускаемого излучения. Большинство элементов используемых в качестве квантовой памяти излучают свет в видимом или ближнем инфракрасном диапазоне. В стеклянных волокнах такие фотоны могут пройти около км, а потом теряются, объясняют ученые.

Схема экспериментальной установки. Фотоны с преобразованной частотой передаются на центральную станцию, где измеритель состояния Белла меняет запутанность. Источник: Tim van Leent et al, Nature

Чтобы преодолеть это ограничение, физики оптимизировали длину волны фотонов, передаваемых по сети. С помощью двух квантовых преобразователей частоты они увеличили первоначальную длину волны с 780 до 1517 нм. При этом исследователям удалось достигнуть беспрецедентной эффективности преобразования: 57%.

Наш эксперимент особенный тем, что мы действительно запутываем две стационарные частицы, то есть атомы, которые действуют как квантовая память. Это намного сложнее, чем запутывание фотонов, но открывает множество других возможных применений.

Тим ван Линт, физик из Мюнхенского университета имени Людвига и Максимилиана, соавтор публикации

Исследователи считают, что система преобразования частот поможет в построении крупномасштабных квантовых сетей и создании безопасных протоколов квантовой связи.


Читать далее:

Черная дыра в Галактике подтвердила правоту Эйнштейна. Главное

Космос разрушает кости и меняет их структуру: ученые не знают, как люди полетят на Марс

Астрономы нашли планеты, которые отличаются от Земли, но пригодны для жизни

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Астрономы сфотографировали «детство Вселенной» до появления галактик
Космос
Прощальные кадры: лунный модуль сфотографировал закат на Луне
Наука
Гены загадочных предков людей повлияли на работу мозга, показало исследование
Наука
В Петербурге открыли лабораторию для создания компьютеров, которые имитируют работу мозга
Наука
Телескоп «Евклид» показал 26 млн галактик: опубликованы первые результаты миссии
Космос
Крошечных морских животных увеличили в пять раз, чтобы рассмотреть их клетки
Наука
В Сеченовском Университете появится «умная» операционная 
Новости
Операторы связи начали заменять китайское оборудование на российское
Новости
В России хотят обязать использование отечественных процессоров для ИИ
Новости
Посмотрите на первого робота-гуманоида Nvidia в действии
Новости
Образцы с обратной стороны Луны показали, какой она была в прошлом
Космос
Морские интернет-кабели научились «прослушивать» на предмет саботажа
Новости
Нового рекорда на термоядерном синтезе добились в России
Наука
Российские ученые разработали материалы для памяти будущего  
Наука
Выяснилось, какие мутации ДНК ускоряют старение  
Наука
«Суперджет» с российскими двигателями ПД-8 впервые поднялся в воздух
Новости
Светочувствительные нановолокна ускорили рост нейронов  
Наука
ChatGPT может «заболеть» тревожностью и депрессией, но есть способ его «успокоить»  
Новости
Москва сократила выбросы углерода на 190 000 тонн благодаря электробусам  
Новости
Игуаны совершили рекордное путешествие миллионы лет назад: они проплыли по океану 8 000 км
Наука