_ Combaterea „zgomotului” perturbator în comunicare cuantică

Într-o piatră de hotar semnificativă pentru tehnologia comunicațiilor cuantice, un experiment a demonstrat modul în care rețelele pot fi valorificate pentru a combate „zgomotul” perturbator în comunicațiile cuantice.

Efortul internațional condus de cercetători de la Centrul pentru Dinamica Cuantică al Universității Griffith evidențiază potențialul rețelelor cuantice în revoluționarea tehnologiilor de comunicare la nivel cuantic. Studiul, „Activarea nonlocalității într-o rețea cuantică fotonică”, a fost publicat în Nature Communications.

Cercetătorii Dr. Nora Tischler și Dr. Sergei Slussarenko, manageri de program la Centrul de Excelență ARC pentru Calcul Cuantic și Tehnologia comunicațiilor (CQC2T) de la Universitatea Griffith, consideră că descoperirile lor reprezintă un prim pas către rețelele cuantice la scară largă, care pot schimba fundamental modul în care comunicăm la scară globală.

Studiul se adâncește în lumea complicată. de întanglement cuantic — un fenomen în care particulele mențin o conexiune indiferent de distanța dintre ele. Închegarea cuantică, care a fost recunoscută de mult timp ca o piatră de temelie a tehnologiei cuantice, i-a intrigat pe oamenii de știință datorită potențialelor sale aplicații în senzorii hipersensibili și canalele de comunicare ultraprivate.

CQC2T Ph.D. Cercetătorul Luis Villegas-Aguilar, alături de echipa de la Universitatea Griffith, a pornit într-o călătorie pentru a explora relația dintre întricarea cuantică și non-localitate - corelații misterioase pe care Einstein le-a numit în mod faimos „acțiune înfricoșătoare la distanță”.

Degradarea acestor efecte cuantice din cauza zgomotului a reprezentat o provocare majoră în realizarea aplicațiilor lor practice. Experimentul condus de echipa de cercetare a abordat această provocare direct.

„În esență, experimentul nostru demonstrează modul în care rețelele pot fi utilizate pentru a depăși zgomotul în comunicațiile cuantice”, explică Villegas-Aguilar. „Prin simularea condițiilor din lumea reală într-un mediu controlat, ne-am propus să îmbunătățim toleranța la zgomot și să „activăm” nonlocalitatea cuantică într-o structură de rețea.”

Pentru a realiza acest obiectiv, ei și-au unit forțele cu cercetătorii de la Universitate. din New South Wales, Universitatea Sorbona, Franța și Institutul Național de Standarde și Tehnologie din SUA. Echipa a creat o rețea cuantică cu trei stații în laboratoarele lor, mimând configurațiile pe care le-ar putea găsi într-un viitor internet cuantic.

„În experimentul nostru, am trimis particulele încurcate la diferite stații din interiorul laboratorului. au folosit fotoni unici încâlciți, care sunt particule cuantice de lumină”, a spus Dr. Tischler.

„Rețeaua cuantică cu trei stații, care simulează condițiile zgomotoase pe care le-ar putea întâlni într-o rețea mai mare, desfășurată în câmp , am început cu doar doi fotoni încâlciți și am demonstrat că nu pot produce nonlocalitate cuantică peste o limită specifică de zgomot.”

Apoi, printr-o proiectare și implementare meticuloasă, cercetătorii au observat un fenomen remarcabil: nelocalitatea cuantică pierdută anterior. ar putea fi recuperată prin adăugarea unei legături suplimentare de conectivitate.

„Am observat că adăugarea celei de-a treia stații la configurația rețelei ne-a permis să depășim efectele zgomotului și să activăm nonlocalitatea cuantică”, spune dr. Emanuele Polino, un cercetător postdoctoral implicat în experiment.

Echipa este încrezătoare că rezultatele lor nu numai că ne avansează înțelegerea fenomenelor cuantice, ci ne deschid și calea dezvoltării tehnologiilor cuantice rezistente și robuste.

Pe măsură ce lumea continuă să progreseze către o era a calculului cuantic și a comunicării, această cercetare reprezintă o piatră de hotar semnificativă în valorificarea întregului potențial al mecanicii cuantice.

(Fluierul)