33 χιλιόμετρα: το νέο ρεκόρ για κβαντική εμπλοκή μεταξύ δύο ατόμων μέσω οπτικών ινών.
Κύρια συμπεράσματα:
Οι ερευνητές εμπλέξαν δύο άτομα σε 33 χιλιόμετρα καλωδίου οπτικών ινών, σπάζοντας ένα ρεκόρ απόστασης.
Το πείραμα ανοίγει τον δρόμο για ένα ταχύτερο και ασφαλέστερο κβαντικό διαδίκτυο.
Άτομα ρουβιδίου σε οπτικές παγίδες εμπλέκονταν μέσω εκπομπών φωτονίων και μετρήσεων άρθρωσης.
Η μετατόπιση του μήκους κύματος των φωτονίων στα 1.517 nm μείωσε την απώλεια σήματος σε μεγάλες αποστάσεις οπτικών ινών.
Η μελέτη δείχνει ότι η κβαντική επικοινωνία μπορεί να χρησιμοποιήσει την υπάρχουσα υποδομή οπτικών ινών και την τεχνολογία δορυφόρων.
Κβαντική Διεμπλοκή Επιτυγχάνει Απόσταση Ρεκόρ
Επιστήμονες στη Γερμανία έθεσαν ένα νέο ορόσημο στην κβαντική επικοινωνία, επιδεικνύοντας τη διεμπλοκή μεταξύ δύο ατόμων που χωρίζονται από 33 χιλιόμετρα (20,5 μίλια) καλωδίου οπτικών ινών. Η ανακάλυψη, που επιτεύχθηκε από ερευνητές του Πανεπιστημίου Ludwig-Maximilians του Μονάχου (LMU) και του Πανεπιστημίου Saarland, σηματοδοτεί σημαντική πρόοδο προς την ανάπτυξη ενός ασφαλούς και αποτελεσματικού κβαντικού διαδικτύου.
Η κβαντική διεμπλοκή, που περιγράφεται από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν ως «τρομακτική δράση από απόσταση», είναι ένα φαινόμενο όπου δύο σωματίδια συνδέονται τόσο πολύ μεταξύ τους που η αλλαγή του ενός επηρεάζει ακαριαία το άλλο, ανεξάρτητα από την απόσταση. Ενώ αυτή η ιδέα κάποτε φαινόταν απίθανη, έχει επικυρωθεί πειραματικά και χρησιμοποιηθεί στην έρευνα αιχμής για την επικοινωνία.
Πώς Καταρρίφθηκε το Ρεκόρ
Σε αυτό το πείραμα, δύο άτομα ρουβιδίου παγιδεύτηκαν σε οπτικές διατάξεις σε ξεχωριστά κτίρια στην πανεπιστημιούπολη LMU. Η αρχική απόσταση των 700 μέτρων (2.297 πόδια) επεκτάθηκε στα 33 χιλιόμετρα χρησιμοποιώντας επιπλέον καρούλια οπτικών ινών. Κάθε άτομο εξέπεμψε ένα διεμπλοκμένο φωτόνιο κατά την διέγερση από ένα λέιζερ. Αυτά τα φωτόνια στάλθηκαν μέσω των οπτικών ινών σε έναν κεντρικό σταθμό όπου μια κοινή μέτρηση συνέδεσε τα φωτόνια και, κατά συνέπεια, τα δύο άτομα.
Ερευνητές κατάφεραν να κβαντική εμπλοκή δύο ατόμων σε 30 χιλιόμετρα καλωδίων οπτικών ινών.
Για να επιτύχουν αυτήν την απόσταση, οι ερευνητές αντιμετώπισαν μια σημαντική πρόκληση: το φυσικό μήκος κύματος των εκπεμπόμενων φωτονίων (780 νανόμετρα) οδηγεί σε ταχεία απώλεια σήματος στις οπτικές ίνες. Μετατρέποντας το μήκος κύματος σε 1.517 nm, πιο κοντά στο τυπικό μήκος κύματος των 1.550 nm που χρησιμοποιείται στις τηλεπικοινωνίες, τα φωτόνια θα μπορούσαν να ταξιδέψουν πολύ πιο μακριά με ελάχιστη απώλεια.
Αυτό το πείραμα έθεσε ένα νέο ρεκόρ για την εμπλοκή με βάση τα άτομα χρησιμοποιώντας οπτικές ίνες, ξεπερνώντας προηγούμενους περιορισμούς και αποδεικνύοντας τη δυνατότητα κβαντικής επικοινωνίας μέσω υπάρχουσας υποδομής.
Επιπτώσεις για το Μέλλον
Αυτό το επίτευγμα είναι ένα κρίσιμο βήμα προς την κατασκευή ενός κβαντικού διαδικτύου που είναι ταχύτερο και ασφαλέστερο από τα παραδοσιακά δίκτυα επικοινωνίας. Ένα κβαντικό διαδίκτυο θα αξιοποιούσε την κβαντική εμπλοκή για τη μετάδοση δεδομένων με πρωτοφανή ταχύτητα και ασφάλεια, καθώς οι πληροφορίες θα ήταν σχεδόν αδύνατο να υποκλαπούν.
Οι ερευνητές τόνισαν ότι η μέθοδός τους μπορεί να ενσωματωθεί στα τρέχοντα δίκτυα οπτικών ινών, μειώνοντας την ανάγκη για εντελώς νέα υποδομή. Επιπλέον, αυτή η τεχνολογία θα μπορούσε να συνδυαστεί με δορυφορικά συστήματα, τα οποία έχουν ήδη καταφέρει να μεταδίδουν πεπλεγμένα φωτόνια σε απόσταση χιλιάδων χιλιομέτρων.
Συνδυάζοντας οπτικές ίνες και δορυφόρους, τα μελλοντικά κβαντικά δίκτυα θα μπορούσαν να φέρνουν επανάσταση στην παγκόσμια επικοινωνία, επιτρέποντας σχεδόν στιγμιαία και εξαιρετικά ασφαλή μεταφορά δεδομένων. Αυτό το πείραμα καταδεικνύει πώς η κβαντική τεχνολογία προχωρά σταθερά από θεωρητικές έννοιες σε πρακτικές εφαρμογές, ανοίγοντας την πόρτα σε μια μετασχηματιστική εποχή στην τεχνολογία των πληροφοριών.
Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature.
