Революция в квантовата фотоника: Нов филтър предпазва от заплитане!

Революция в квантовата фотоника: Нов филтър предпазва от заплитане!

Международен изследователски екип, състоящ се от учени от университетите в Рощок, Южна Калифорния, Централна Флорида, щата Пенсилвания и Сейнт Луис, постигна новаторски напредък в квантовата фотоника. Откритието е публикувано на 28 март 2025 г. в списание Science и предлага нов подход за защита на оптичното заплитане. Тази работа има потенциала значително да напредне в развитието на напредналите квантови технологии, което е от голямо значение предвид Международните години на квантовата наука и технологии, обявени от Обединените нации [uni-rostock.de] съобщава, че...

Квантовата механика революционизира нашето разбиране за природата в най-малки мащаби и е основата за съвременните технологии, включително квантовите компютри, които могат да изчисляват по-бързо от класическите компютри. Заплитането е централно, защото е не само от съществено значение за изчисленията, но също така позволява сигурното предаване на криптографски ключове и повишава чувствителността на сензорите. Това заплитане обаче е мимолетно и може лесно да се загуби поради декохерентност, като например топлинен шум.

Нов филтър за заплитане

Изследователският екип, ръководен от проф. Александър Шамеит, е преодолял предизвикателствата на запазването на заплитането във фотонни вериги. Техният метод използва така наречените „проводници за светлина“, които позволяват на фотоните да „скачат“ между съседни канали. Тази техника използва целенасочена настройка на свързването според времевата симетрия на антипаритета, за да премахне незаплетените компоненти от системата. Новоразработеният филтър за заплитане постига почти идеална прецизност както за еднофотонни, така и за двуфотонни възбуждания и е устойчив на декохерентност.

Освен това беше подчертано, че тези открития са от голямо значение не само за академичните изследвания, но и за практически приложения в квантовата комуникация. Квантовата комуникация позволява защитен от кран обмен на ключове за кодиране на информация, свързана със сигурността, въз основа на физически принципи като квантово заплитане и принцип на суперпозиция. За разлика от методите за алгоритмична криптография, тази система може да се използва в мрежи с висока степен на сигурност [fraunhofer.de] съобщава, че...

Технологичният напредък в квантовата комуникация

Институтите Fraunhofer работят върху разработването на квантови комуникационни системи и технологии за оптични връзки в инициативата QuNET. Целта е да се създаде основа за сигурни връзки между различни ленти с дължина на вълната и медии за предаване. Елементарните градивни елементи на тези системи включват прецизни оптични отразяващи телескопи, поляризационно-заплетени източници на двойки фотони и системи за откриване с висока разделителна способност. Тези компоненти не само позволяват предаването на поляризационно кодирани квантови състояния, но също така гарантират високи ключови обменни курсове.

Сигурността се основава на доказания протокол BBM92 за поляризационно-заплетени фотони, който обещава абсолютна сигурност в комуникацията. Квантовата криптография, както е закотвена в протокола BB84, позволява предаването на информация с високо ниво на сигурност, което е устойчиво на бъдещи квантови компютри [das-wissen.de] съобщава, че...

Освен това се подчертава необходимостта от квантови повторители за разширяване на разстоянията на предаване, тъй като квантовата информация се влошава на дълги разстояния. Тези технически предизвикателства и ограничения подчертават динамичния характер на изследователската област и необходимостта от допълнителни инвестиции във фундаментални изследвания и разработването на стандартизирани протоколи за квантово криптиране.

Като цяло, последните изследвания показват голям потенциал за квантовата комуникация, не само по отношение на неразбиваема сигурност и глобален обхват, но и по-бързо предаване на информация в цифровата ера.