Revolution inom kvantfotonik: Nytt filter skyddar intrassling!

Revolution inom kvantfotonik: Nytt filter skyddar intrassling!

Ett internationellt forskarlag bestående av forskare från universiteten i Rostock, södra Kalifornien, Central Florida, Pennsylvania State och Saint Louis har gjort banbrytande framsteg inom kvantfotonik. Upptäckten publicerades 28 mars 2025 i tidskriften Science och erbjuder ett nytt tillvägagångssätt för att skydda optisk intrassling. Detta arbete har potential att avsevärt främja utvecklingen av avancerad kvantteknologi, vilket är av stor betydelse med tanke på de internationella åren för kvantvetenskap och teknik som utropats av FN [uni-rostock.de] rapporterar att...

Kvantmekaniken revolutionerar vår förståelse av naturen i minsta skala och är grunden för modern teknik, inklusive kvantdatorer, som kan beräkna snabbare än klassiska datorer. Entanglement är centralt eftersom det inte bara är väsentligt för beräkningar, utan även möjliggör säker överföring av kryptografiska nycklar och ökar sensorernas känslighet. Denna förveckling är dock flyktig och kan lätt gå förlorad på grund av dekoherens, såsom termiskt buller.

Nytt intrasslingsfilter

Forskargruppen, ledd av prof. Alexander Szameit, har övervunnit utmaningarna med att bevara intrassling i fotoniska kretsar. Deras metod använder så kallade "trådar för ljus", som gör att fotoner kan "hoppa" mellan intilliggande kanaler. Den här tekniken använder riktad inställning av kopplingen enligt antiparitetstidssymmetri för att ta bort otrasslade komponenter från systemet. Det nyutvecklade intrasslingsfiltret uppnår nästan idealisk precision för både en- och tvåfotonexcitationer och är robust mot dekoherens.

Dessutom framhölls att dessa rön är av stor betydelse inte bara för akademisk forskning, utan också för praktiska tillämpningar inom kvantkommunikation. Kvantkommunikation möjliggör tappsäkert utbyte av nycklar för kodning av säkerhetsrelevant information, baserat på fysiska principer som quantumentanglement och superpositionsprincipen. I motsats till algoritmiska kryptografimetoder kan detta system användas i högsäkerhetsnätverk [fraunhofer.de] rapporterar att...

Tekniska framsteg inom kvantkommunikation

Fraunhofer-instituten arbetar med utvecklingen av kvantkommunikationssystem och optiska länkteknologier i QuNET-initiativet. Målet är att skapa grund för säkra kopplingar mellan olika våglängdsband och transmissionsmedia. Elementära byggstenar i dessa system inkluderar optiskt reflekterande precisionsteleskop, polarisationsintrasslade fotonparkällor och högupplösta detektionssystem. Dessa komponenter möjliggör inte bara överföring av polarisationskodade kvanttillstånd, utan garanterar också höga nyckelväxelkurser.

Säkerheten är baserad på det beprövade BBM92-protokollet för polarisationsintrasslade fotoner, vilket lovar absolut säkerhet i kommunikationen. Kvantkryptografi, som förankrat i BB84-protokollet, gör att information kan överföras med en hög säkerhetsnivå som är resistent mot framtida kvantdatorer [das-wissen.de] rapporterar att...

Dessutom framhålls behovet av kvantrepeater för att utöka överföringsavstånden, eftersom kvantinformation försämras över långa avstånd. Dessa tekniska utmaningar och begränsningar belyser forskningsområdets dynamiska natur och behovet av ytterligare investeringar i grundforskning och utveckling av standardiserade kvantkrypteringsprotokoll.

Sammantaget visar nyare forskning stor potential för kvantkommunikation, inte bara när det gäller okrossbar säkerhet och global räckvidd, utan också snabbare informationsöverföring i den digitala tidsåldern.