Nové rozhraní připravuje cestu pro připojení kvantových zařízení.
Kvantové sítě jsou často popisovány jako další fáze internetu. Namísto přenosu běžných digitálních informací v bitů používají fotony k přenášení kvantových informací. Tento přístup by mohl způsobit, že komunikace bude prakticky nerozbitatelná, připojit vzdálené kvantové počítače do jednoho výkonného systému a umožnit technologii snímání schopné měřit čas a podmínky prostředí s mimořádnou přesností.
Aby tento druh sítě fungoval, musí vědci vyvinout kvantové síťové uzly, které mohou ukládat kvantové informace a vyměňovat je prostřednictvím světelných částic. V nedávném průlomu, tým vedený Ben Lanyonem na Katedře experimentální fyziky, University of Innsbruck, předvedl takový uzel pomocí řetězce deseti vápníkových iontů uvnitř prototypového kvantového počítače.
Jemně ovládáním elektrických polí vědci vedli ionty po druhém do optické dutiny. Uvnitř dutiny pečlivě kalibrovaný laserový puls způsobil, že každý ion vysílá jeden fotons polarizací fotonu se zapletená s kvantovým stavem iontů.
Propojení iontů a fotonů
Proces vytvořil proud fotonů; každý byl svázán s jiným iontovým qubit v registru. V budoucnu mohly fotony cestovat do vzdálených uzlů a být použity k vytvoření zapletení mezi samostatnými kvantovými zařízeními. Vědci dosáhli průměrné věrnosti iontofonového zapletení 92 procent, což je úroveň přesnosti, která podtrhuje robustnost jejich metody.
„Jednou z klíčových silných stránek této techniky je její škálovatelnost,“ říká Ben Lanyon. „Zatímco dřívější experimenty se podařilo spojit pouze dva nebo tři iontové qubits s jednotlivými fotony, nastavení Innsbruck lze rozšířit na mnohem větší registry, potenciálně obsahující stovky iontů a další.“ To připravuje cestu pro propojení celých kvantových procesorů napříč laboratořemi nebo dokonce kontinenty.
„Naše metoda je krokem k budování větších a složitějších kvantových sítí,“ říká Marco Canteri, první autor studie. „Přibližuje nás to k praktickým aplikacím, jako je kvantová zabezpečená komunikace, distribuována kvantové výpočetní technikya rozsáhlé distribuované kvantové snímání. “
Širší aplikace
Kromě vytváření sítí by tato technologie mohla také rozvíjet optické atomové hodiny, které udržují čas tak přesně, že by ztratily méně než sekundu ve věku vesmíru. Takové hodiny by mohly být propojeny prostřednictvím kvantových sítí za vzniku celosvětového systému časového pohoří bezkonkurenčních přesnost.
Reference: „Photon-Interfaced deseti quitův registr pasti iontů“ od M. Canteri, Z. X. Koong, J. Bate, A. Winkler, V. Krutyanskiy a B. P. Lanyon, 21. srpna 2025, Fyzikální kontrolní dopisy.
Dva: 10.1103/V5K1-WHWZ
Práce byla mimo jiné finančně podporována rakouským vědeckým fondem FWF a Evropskou unií a demonstruje nejen technický milník, ale také klíčový stavební blok pro příští generaci kvantových technologií.
Nikdy nezmeškáte průlom: Připojte se k zpravodaji Scitechdaily.
