PUBLICITATE

spot_imgspot_imgspot_imgspot_img

Ionii încâlciți merg la distanță – Internetul cuantic

Pentru prima dată, o echipă de cercetători a încurcat doi ioni pe o distanță de câteva sute de metri. Astfel, această tehnologie ar putea fi potrivită pentru un viitor internet cuantic.

Unul dintre cele mai mari mistere ale mecanicii cuantice este și rămâne încurcarea. În termeni simpli, aceasta înseamnă că părțile individuale ale unui sistem compozit sunt atât de interconectate, chiar și la o distanță mare, încât nu mai pot fi descrise independent una de cealaltă. În acest caz, se pare că particulele individuale își coordonează comportamentul într-un mod misterios în momentul măsurării. O echipă condusă de Benjamin Lanyon de la Institutul de Optică Cuantică și Informație Cuantică din Austria și de Tracy Northup de la Universitatea din Innsbruck a reușit acum să încurce doi ioni pe o distanță de 230 de metri în linie dreaptă, după cum au raportat în “Physical Review Letters”. Experimentul arată că ionii prinși în capcană sunt candidați promițători pentru un viitor internet cuantic care ar putea, într-o bună zi, să acopere orașe și, în cele din urmă, continente întregi.

Spre deosebire de versiunea clasică a internetului, în care informațiile sunt transferate între două calculatoare prin intermediul a milioane de fotoni, informațiile cuantice nu pot fi copiate. Prin urmare, transferul de informații ca într-o rețea clasică nu mai este posibil. În schimb, trebuie să aibă loc un transfer al stărilor cuantice sensibile pe distanțe mari prin intermediul unor obiecte cuantice încurcate de la un nod la altul. Astfel de rețele cuantice ar putea într-o bună zi să facă posibile noi aplicații puternice, cum ar fi comunicațiile fără întreruperi, calculul distribuit și măsurarea extrem de precisă a timpului cu ajutorul ceasurilor atomice.

Pentru a citi starea cuantică respectivă și pentru a o compara cu un observator la distanță, este necesar un canal de informații “clasic”, cum ar fi o conexiune radio sau prin fibră optică. În consecință, teoria relativității, care afirmă că mesajele pot fi trimise cu o viteză maximă a luminii, nu este încălcată. Încâlcirea cuantică joacă, de asemenea, un rol decisiv în calculele efectuate pe un calculator cuantic și este unul dintre motivele pentru care aceste dispozitive – cel puțin teoretic – ar trebui să poată gestiona anumite sarcini mai bine și mai rapid decât calculatoarele convenționale.

Cei doi ioni încurcați ai cercetătorilor din Innsbruck au fost găzduiți în două laboratoare diferite din campus. Ei formează astfel nodurile unei rețele cuantice rudimentare. Mai multe grupuri de cercetare au demonstrat deja în trecut că este posibil să se încurce astfel de biți cuantici, numiți și qubiți, între ei pe distanțe mai mari de câțiva centimetri sau metri – deși cu ajutorul altor tehnologii, inclusiv puncte cuantice în structuri semiconductoare, circuite supraconductoare și atomi neutri. Recordul este deținut de o echipă de la LMU München. Aceștia au încurcat doi atomi de rubidiu pe o distanță de 33 de kilometri. Chiar dacă distanța utilizată de echipa din Innsbruck este mai scurtă, ionii captivi utilizați ca noduri ale internetului cuantic oferă avantaje față de celelalte opțiuni: sunt mai stabili și, prin urmare, sunt mai potriviți pentru operațiuni multiqubit, ceea ce ar putea permite calcule mai complexe.

În experimentul de față, qubiții sunt realizați astfel încât două lasere cu lungimi de undă diferite pot excita fiecare o stare de viață lungă a unui ion de calciu. Cu o probabilitate de 50%, ionul se află atunci fie într-o stare, fie în cealaltă. Ionul emite apoi un foton care este încurcat cu una dintre cele două stări finale posibile. Pentru a amplifica procesul, ionul este prins într-un rezonator optic. Acesta este format din două oglinzi care reflectă fotonii înainte și înapoi, astfel încât aceștia interacționează cu ionul de mai multe ori. Acest proces se realizează cu ambii ioni în locații diferite. Pentru a încurca cei doi ioni la distanță, echipa a trimis fotonii unui ion printr-un cablu de fibră optică de 510 metri către un separator de fascicule în apropierea celuilalt ion, unde au fost fie transmise, fie reflectate. Întrepătrunderea a avut succes dacă cercetătorii au putut detecta ulterior o pereche de fotoni cu polarizare opusă. În acest caz, ei au creat o stare încurcată în care cei doi ioni se aflau în stări energetice diferite.

“Este cel mai lung proiect în care am fost implicat vreodată”, spune fizicianul cuantic Tracy Northup. Ideea a apărut în 2014. De atunci, configurația experimentală a fost concepută și perfecționată. Dar abia în vara anului 2021 au fost disponibile primele rezultate analizabile. “O provocare deosebită a fost să generăm fotoni încurcați în mod eficient și fiabil”, spune Northup. Un factor cheie în acest sens, spune el, a fost rezonatorul optic. O altă particularitate: spre deosebire de experimentele anterioare cu ioni captivi, ei au manipulat cei doi qubiți cu sisteme de control separate, în laboratoare separate. Acest lucru, spun ei, arată că pot depăși provocările legate de stabilizarea timpului, a frecvenței și a fazei care ar afecta aplicațiile din lumea reală.

Următorii pași ai grupului vor consta în creșterea distanței și apoi a numărului de qubiți încurcați. “Acum știm că acest concept funcționează”, spune Ben Lanyon. “Acum putem visa să stabilim o rețea reală cu mai multe noduri și să transmitem efectiv informații într-un mod criptat cuantic într-un viitor nu prea îndepărtat”. Cu toate acestea, mai este încă un drum lung de parcurs până când vom avea un internet cuantic real format din numeroase noduri.

In aceasta saptamana:

spot_imgspot_imgspot_img

stirile continua

Mai mult

    LIVE UPDATE. Război în Israel, ziua 545. Șeful apărării din Liban cere sponsorilor armistițiului să oprească încălcările Israelului

    Ministrul Apărării libanez, Michel Menassa, a cerut țărilor care au sponsorizat acordul de încetare a focului să oprească încălcările...

    LIVE UPDATE. Război în Ucraina, ziua 1.135. Zelenski susține că „numai presiunea internațională poate opri teroarea lui Putin”

    Președintele ucrainean Volodimir Zelenski a subliniat că teroarea rusă poate fi oprită doar prin presiunea partenerilor internaționali. Zelenski a accentuat...

    LIVE UPDATE – Trump face marele anunț privind tarifele reciproce, la Casa Albă: „Este Ziua Eliberării în SUA. Voi semna un ordin executiv istoric....

    Statele Unite vor percepe o taxă de 34% pe importurile din China, o taxă de 20% pe importurile din...

    New York Times a publicat detaliile unui acord secret între SUA și Ucraina sub conducerea lui Joe Biden. Ce arată rapoartele

    SUA s-au apropiat de „linia roșie” a Kremlinului privind amenințările nucleare. Administrația Biden ar fi autorizat operațiuni clandestine interzise anterior. Consilierii...

    România construiește cel mai mare pod ecologic din țară. Alex Găvan, activist de mediu: „Lucrurile acestea ar trebui să devină normale”

    Ecoductul, cel mai mare din România, va avea o lungime de 300 metrii și o lățime de 100 metri. Podul...

    Cory Booker a doborât recordul pentru cel mai lung discurs din Senatul SUA. Senatorul a vorbit 25 de ore împotriva lui Donald Trump

    Senatorul a susținut un discurs record împotriva lui Trump în Senat. Tactica se numește  „filibustering”, cuvânt derivat din francezul „flibustier”. Manevra...

    România va participa la programul ExoMars prin Institutul COMOTI. Cristian Român, redactor revista știință și tehnică: „Obiectivul este extrem de ambițios: căutarea vieții pe...

    Programul ExoMars se concentrează pe căutarea urmelor de viață pe Marte. Programul ExoMars include parteneriate internaționale și testarea tehnologiilor noi. C....

    Care sunt riscurile și beneficiile Inteligenței Artificiale? Reprezentanții Asociației Române pentru Tehnică de Securitate: „A.I. joacă un rol crucial, dar multe job-uri de bază...

    D. Băsmăluță: Nu putem lăsa A.I.-ul să funcționeze singur; el trebuie supravegheat totuși D. Băsmăluță: A.I.-ul permite monitorizarea rețelelor și...

    Majoritatea cuplurilor din România se despart din cauza problemelor financiare. Adrian Mitroi, profesor de finanțe comportamentale: „Un cuplu care nu are inteligența economică își...

    43% dintre despărțirile din România sunt cauzate de probleme financiare. Discuțiile despre bani rămân un subiect tabu în multe...

    Nicușor Dan avansează ideea unei înțelegeri cu Crin Antonescu și Elena Lasconi pentru un candidat comun. Cine ar putea renunța la visul de a...

    Sorin Grindeanu (PSD) nu crede în propunerea lui Nicușor Dan. V. Ponta: ”Încă un blat împotriva României”. Elena Lasconi anunță că...

    STUDIU. Persoanele care răspund greu la mesaje sunt indisponibile emoțional. Ce legătură au mesajele cu inteligența emoțională

    Studiul arată că persoanele care răspund greu sunt introvertite. Princeton: Persoanele care răspund rapid sunt mai empatice. Studiile arată că persoanele...

    „Ziua Eliberării”: Trump anunță astazi taxe semnificative pentru importurile din alte țări. Cum va face UE față unui război comercial cu SUA

    Tarifele lui Donald Trump vor intra în vigoare imediat după anunțul lor, conform Casei Albe. Trump a declarat că va...

    Popular

    spot_imgspot_imgspot_imgspot_img