Revolution inden for kvantefotonik: Nyt filter beskytter sammenfiltring!

Revolution inden for kvantefotonik: Nyt filter beskytter sammenfiltring!

Et internationalt forskerhold bestående af forskere fra universiteterne i Rostock, det sydlige Californien, Central Florida, Pennsylvania State og Saint Louis har gjort banebrydende fremskridt inden for kvantefotonik. Opdagelsen blev offentliggjort 28. marts 2025 i tidsskriftet Science og tilbyder en ny tilgang til at beskytte optisk sammenfiltring. Dette arbejde har potentialet til betydeligt at fremme udviklingen af ​​avancerede kvanteteknologier, hvilket er af stor betydning i betragtning af de internationale år for kvantevidenskab og teknologi, der er proklameret af FN [uni-rostock.de] rapporterer, at...

Kvantemekanikken revolutionerer vores forståelse af naturen i de mindste skalaer og er grundlaget for moderne teknologier, herunder kvantecomputere, som kan beregne hurtigere end klassiske computere. Entanglement er centralt, fordi det ikke kun er afgørende for beregninger, men også muliggør sikker transmission af kryptografiske nøgler og øger sensorernes følsomhed. Denne sammenfiltring er dog flygtig og kan let gå tabt på grund af dekohærens, såsom termisk støj.

Nyt sammenfiltringsfilter

Forskerholdet, ledet af prof. Alexander Szameit, har overvundet udfordringerne med at bevare sammenfiltring i fotoniske kredsløb. Deres metode bruger såkaldte "ledninger til lys", som tillader fotoner at "hoppe" mellem tilstødende kanaler. Denne teknik bruger målrettet tuning af koblingen i overensstemmelse med anti-paritets tidssymmetri for at fjerne ikke-sammenfiltrede komponenter fra systemet. Det nyudviklede sammenfiltringsfilter opnår næsten ideel præcision for både enkelt- og to-foton-excitationer og er robust over for dekohærens.

Derudover blev det understreget, at disse resultater er af stor betydning ikke kun for akademisk forskning, men også for praktiske anvendelser inden for kvantekommunikation. Kvantekommunikation muliggør tryksikker udveksling af nøgler til kodning af sikkerhedsrelevant information baseret på fysiske principper såsom kvanteforviklinger og superpositionsprincippet. I modsætning til algoritmiske kryptografimetoder kunne dette system bruges i højsikkerhedsnetværk [fraunhofer.de] rapporterer, at...

Teknologiske fremskridt inden for kvantekommunikation

Fraunhofer-institutterne arbejder på udviklingen af ​​kvantekommunikationssystemer og optiske linkteknologier i QuNET-initiativet. Målet er at skabe grundlag for sikre forbindelser mellem forskellige bølgelængdebånd og transmissionsmedier. Elementære byggeklodser i disse systemer omfatter optiske reflekterende præcisionsteleskoper, polarisationsindfiltrede fotonparkilder og højopløsningsdetektionssystemer. Disse komponenter muliggør ikke kun transmission af polarisationskodede kvantetilstande, men garanterer også høje nøglevalutakurser.

Sikkerhed er baseret på den gennemprøvede BBM92-protokol for polarisationsindfiltrede fotoner, som lover absolut sikkerhed i kommunikationen. Kvantekryptografi, som forankret i BB84-protokollen, gør det muligt at overføre information med et højt sikkerhedsniveau, der er modstandsdygtigt over for fremtidige kvantecomputere [das-wissen.de] rapporterer, at...

Derudover fremhæves behovet for kvanterepeatere til at forlænge transmissionsafstande, da kvanteinformation forringes over lange afstande. Disse tekniske udfordringer og begrænsninger fremhæver forskningsområdets dynamiske karakter og behovet for yderligere investeringer i grundforskning og udvikling af standardiserede kvantekrypteringsprotokoller.

Samlet set viser nyere forskning et stort potentiale for kvantekommunikation, ikke kun i form af ubrydelig sikkerhed og global rækkevidde, men også hurtigere informationstransmission i den digitale tidsalder.