Revolusjon innen kvantefotonikk: Nytt filter beskytter sammenfiltring!

Revolusjon innen kvantefotonikk: Nytt filter beskytter sammenfiltring!

Et internasjonalt forskerteam bestående av forskere fra universitetene i Rostock, Sør-California, Sentral-Florida, Pennsylvania State og Saint Louis har gjort banebrytende fremskritt innen kvantefotonikk. Oppdagelsen ble publisert 28. mars 2025 i tidsskriftet Science og tilbyr en ny tilnærming til å beskytte optisk sammenfiltring. Dette arbeidet har potensial til å betydelig fremme utviklingen av avanserte kvanteteknologier, noe som er av stor betydning gitt de internasjonale årene for kvantevitenskap og teknologi som ble proklamert av FN [uni-rostock.de] rapporterer at...

Kvantemekanikk revolusjonerer vår forståelse av naturen i de minste skalaene og er grunnlaget for moderne teknologier, inkludert kvantedatamaskiner, som kan regne raskere enn klassiske datamaskiner. Entanglement er sentralt fordi det ikke bare er avgjørende for beregninger, men også muliggjør sikker overføring av kryptografiske nøkler og øker følsomheten til sensorer. Imidlertid er denne sammenfiltringen flyktig og kan lett gå tapt på grunn av dekoherens, for eksempel termisk støy.

Nytt sammenfiltringsfilter

Forskerteamet, ledet av prof. Alexander Szameit, har overvunnet utfordringene med å bevare sammenfiltring i fotoniske kretsløp. Metoden deres bruker såkalte "ledninger for lys", som lar fotoner "hoppe" mellom tilstøtende kanaler. Denne teknikken bruker målrettet innstilling av koblingen i henhold til antiparitetstidssymmetri for å fjerne usammenfiltrede komponenter fra systemet. Det nyutviklede sammenfiltringsfilteret oppnår nesten ideell presisjon for både enkelt- og to-foton-eksitasjoner og er robust for dekoherens.

I tillegg ble det understreket at disse funnene har stor betydning ikke bare for akademisk forskning, men også for praktiske anvendelser innen kvantekommunikasjon. Kvantekommunikasjon muliggjør trykksikker utveksling av nøkler for koding av sikkerhetsrelevant informasjon, basert på fysiske prinsipper som kvanteforviklinger og superposisjonsprinsippet. I motsetning til algoritmiske kryptografimetoder, kan dette systemet brukes i høysikkerhetsnettverk [fraunhofer.de] rapporterer at...

Teknologiske fremskritt innen kvantekommunikasjon

Fraunhofer-instituttene jobber med utviklingen av kvantekommunikasjonssystemer og optiske lenketeknologier i QuNET-initiativet. Målet er å skape grunnlag for sikre forbindelser mellom ulike bølgelengdebånd og overføringsmedier. Elementære byggeklosser i disse systemene inkluderer presisjons optiske reflekterende teleskoper, polarisasjonsinnviklede fotonparkilder og høyoppløselige deteksjonssystemer. Disse komponentene muliggjør ikke bare overføring av polarisasjonskodede kvantetilstander, men garanterer også høye nøkkelvalutakurser.

Sikkerhet er basert på den velprøvde BBM92-protokollen for polarisasjonsinnviklede fotoner, som lover absolutt sikkerhet i kommunikasjonen. Kvantekryptografi, som forankret i BB84-protokollen, gjør at informasjon kan overføres med et høyt sikkerhetsnivå som er motstandsdyktig mot fremtidige kvantedatamaskiner [das-wissen.de] rapporterer at...

I tillegg fremheves behovet for kvanterepeatere for å utvide overføringsavstander, ettersom kvanteinformasjon forringes over lange avstander. Disse tekniske utfordringene og begrensningene fremhever forskningsområdets dynamiske natur og behovet for ytterligere investering i grunnleggende forskning og utvikling av standardiserte kvantekrypteringsprotokoller.

Samlet sett viser nyere forskning et stort potensial for kvantekommunikasjon, ikke bare i form av ubrytelig sikkerhet og global rekkevidde, men også raskere informasjonsoverføring i den digitale tidsalderen.