Revolucija v kvantni fotoniki: Nov filter ščiti prepletenost!

Revolucija v kvantni fotoniki: Nov filter ščiti prepletenost!

Mednarodna raziskovalna skupina, ki jo sestavljajo znanstveniki z univerz v Rostocku, Južni Kaliforniji, Srednji Floridi, zvezni državi Pennsylvania in Saint Louisu, je naredila prelomen napredek na področju kvantne fotonike. Odkritje je bilo objavljeno 28. marca 2025 v reviji Science in ponuja nov pristop k zaščiti optičnega prepletanja. To delo lahko znatno pospeši razvoj naprednih kvantnih tehnologij, kar je zelo pomembno glede na mednarodna leta kvantne znanosti in tehnologije, ki so jih razglasili Združeni narodi [uni-rostock.de] poroča, da ...

Kvantna mehanika revolucionira naše razumevanje narave na najmanjših merilih in je osnova za sodobne tehnologije, vključno s kvantnimi računalniki, ki lahko računajo hitreje od klasičnih računalnikov. Prepletenost je osrednjega pomena, ker ni bistvenega pomena samo za izračune, ampak omogoča tudi varen prenos kriptografskih ključev in povečuje občutljivost senzorjev. Vendar pa je ta prepletenost minljiva in se zlahka izgubi zaradi dekoherence, kot je toplotni šum.

Nov filter za zapletanje

Raziskovalna skupina, ki jo vodi prof. Alexander Szameit, je premagala izzive ohranjanja prepletenosti v fotonskih vezjih. Njihova metoda uporablja tako imenovane "žice za svetlobo", ki fotonom omogočajo "skakanje" med sosednjimi kanali. Ta tehnika uporablja ciljno uravnavanje sklopitve glede na antiparitetno časovno simetrijo za odstranitev nezapletenih komponent iz sistema. Novo razviti filter za zapletanje dosega skoraj idealno natančnost tako za eno- kot dvofotonsko vzbujanje in je robusten na dekoherenco.

Poleg tega je bilo poudarjeno, da so te ugotovitve velikega pomena ne le za akademske raziskave, ampak tudi za praktične aplikacije v kvantni komunikaciji. Kvantna komunikacija omogoča neprepustno izmenjavo ključev za kodiranje informacij, pomembnih za varnost, na podlagi fizičnih principov, kot sta kvantna prepletenost in princip superpozicije. V nasprotju z metodami algoritemske kriptografije bi se ta sistem lahko uporabljal v omrežjih z visoko varnostjo [fraunhofer.de] poroča, da ...

Tehnološki napredek v kvantni komunikaciji

Inštituti Fraunhofer delajo na razvoju kvantnih komunikacijskih sistemov in tehnologij optičnih povezav v pobudi QuNET. Cilj je ustvariti osnovo za varne povezave med različnimi pasovi valovnih dolžin in mediji za prenos. Osnovni gradniki teh sistemov vključujejo natančne optične odbojne teleskope, polarizacijsko zapletene vire fotonskih parov in sisteme za zaznavanje z visoko ločljivostjo. Te komponente ne omogočajo le prenosa polarizacijsko kodiranih kvantnih stanj, ampak tudi zagotavljajo visoke ključne menjalne tečaje.

Varnost temelji na preverjenem protokolu BBM92 za polarizacijsko zapletene fotone, ki obljublja absolutno varnost pri komunikaciji. Kvantna kriptografija, kot je zasidrana v protokolu BB84, omogoča prenos informacij z visoko stopnjo varnosti, ki je odporna na prihodnje kvantne računalnike [das-wissen.de] poroča, da ...

Poleg tega je poudarjena potreba po kvantnih repetitorjih za podaljšanje razdalje prenosa, saj se kvantne informacije poslabšajo na dolge razdalje. Ti tehnični izzivi in ​​omejitve poudarjajo dinamično naravo raziskovalnega področja in potrebo po nadaljnjih naložbah v temeljne raziskave in razvoj standardiziranih kvantnih šifrirnih protokolov.

Na splošno nedavne raziskave kažejo velik potencial za kvantno komunikacijo, ne le v smislu nezlomljive varnosti in globalnega dosega, temveč tudi hitrejšega prenosa informacij v digitalni dobi.