Kvanttiverkot tottako

Kvanttiverkot yhdistävät kvanttiprosessorit tai kvanttianturit toisiinsa. Tämä mahdollistaa kosketusvarman viestinnän ja tehokkaan hajautetun anturiverkon. Verkkosolmujen välillä kvanttitietoa vaihtavat fotonit, jotka kulkevat optisten aaltoputkien läpi. Pitkien etäisyyksien aikana fotonien katoamisen todennäköisyys kuitenkin kasvaa dramaattisesti.
Koska kvanttitietoa ei voida yksinkertaisesti kopioida ja vahvistaa, 25 vuotta sitten Hans Briegel, Wolfgang Dur, Ignacio Cirac ja Peter Zoller, jotka kaikki olivat silloin Innsbruckin yliopistossa, toimittivat kvanttitoistimen suunnitelmat.

Näissä on valo-aineen kietoutumislähteitä ja muisteja, jotka luovat kietoutumisen itsenäisiin verkkolinkkeihin, jotka on yhdistetty niiden välille niin kutsutulla kietoutumisswapilla, jotta sotkeutuminen lopulta jakautuu pitkille etäisyyksille.

Even transmission over 800 kilometers possible
Quantum physicists led by Ben Lanyon from the Department of Experimental Physics at the University of Innsbruck have now succeeded in building the core parts of a quantum repeater - a fully functioning network node made with two single matter systems enabling entanglement creation with a photon at the standard frequency of the telecommunications network and entanglement swapping operations.

Toistinsolmu koostuu kahdesta kalsium-ionista, jotka on vangittu optisen resonaattorin ioniloukussa, sekä yhden fotonin muuntamisesta tietoliikenteen aallonpituudeksi. Näin tutkijat osoittivat kvanttitietojen siirron 50 kilometriä pitkällä optisella kuidulla, jolloin kvanttitoistin sijoitettiin tarkalleen aloitus- ja loppupisteen puoliväliin. Tutkijat pystyivät myös laskemaan, mitkä tämän rakenteen parannukset olisivat tarpeen, jotta lähetys yli 800 kilometriä olisi mahdollista, mikä mahdollistaisi Innsbruckin yhdistämisen Wieniin.

Nykyiset tulokset julkaistiin Physical Review Lettersissä. Tutkimusta rahoitti START-palkinto muun muassa Itävallan tiederahastolta FWF, Itävallan tiedeakatemialta ja Euroopan unionilta. Lanyonin tiimi on osa Quantum Internet Alliancea, kansainvälistä EU:n Quantum Flagship -projektia.