Ученые научились создавать квантовые сети произвольной конфигурации, используя явление квантовой запутанности

Квантовая запутанностьГруппа исследователей QuTech из Технологического университета Дельфта, Нидерланды, разработала технологию создания квантовой запутанности между двумя чипами, при этом, запутанность между отдельными элементами этих чипов, кубитами, возобновляется быстрее, чем она разрушается в результате влияния квантовой декогеренции. Все это стало возможным благодаря разработке нового протокола коммуникаций и дополнительных мер по защите хрупкой квантовой запутанности от разрушительного влияния внешней среды. И эти новые принципы позволят построить квантовые сети с произвольным количеством произвольно связанных друг с другом узлов, которые в будущем могут стать основой реального квантового Интернета.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 2

Ученым впервые удалось запутать на квантовом уровне макромасштабные объекты

Макроскопические микроволновые резонаторыНам, живущим в макроскопическом мире, многое, происходящее в микроскопическом мире, где царят законы квантовой механики, кажется странным и бессмысленным. Взять, к примеру, квантовую запутанность, явление, при котором два объекта могут быть связаны друг с другом так, что изменение состояния одного объекта моментально отражается изменением состояния второго объекта, невзирая на разделяющее их расстояние, которое может быть сколь угодно большим. Это, как показывают эксперименты, возможно на уровне фотонов, атомов и даже отдельных молекул, но недавно ученым из университета Аальто, Финляндия, удалось перенести квантовую запутанность на уровень большего масштаба, уровень, который уже начинает пересекаться с миром, в котором мы живем.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 2

Создан квантовый генератор случайных чисел, способный стать основой невзламываемых коммуникационных систем и систем безопасности

Случайные числаПроблема с существующими технологиями генерации последовательностей случайных чисел заключается не в том, чтобы сгенерировать эти последовательности, гораздо труднее доказать, что эти последовательности имеют абсолютно случайную природу. Однако, ученые-физики из американского Института стандартов и метрологии (National Institute of Standards and Technology, NIST) разработали новый принцип, легший в основу нового генератора случайных чисел. И квантовая природа этого принципа является гарантом того, что на выходе устройства появляются лишь абсолютно случайная последовательность единиц и нулей.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 0

Создан "рекордный" квантовый регистр, состоящий из 20 запутанных кубитов

Запутанные кубитыЗа последние годы исследователи, работающие в области квантовых вычислений, добились некоторых успехов и на свет уже начали появляться квантовые вычислительные системы, количество квантовых битов, кубитов, в которых исчисляется несколькими десятками. Тем не менее, для реализации полноценных квантовых вычислений требуется, чтобы эти кубиты могли объединяться в квантовые регистры при помощи явления квантовой запутанности. При этом, размер (разрядность) этих регистров должна быть достаточной для того, чтобы при их помощи можно было выполнять самые сложные процедуры обработки квантовой информации.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 2

Запутанные фотоны - основа совершенно новой формы света

Взаимодействие светаИзвестно, что фотоны, частицы света, двигаются с огромной скоростью, не имеют массы покоя и практически не взаимодействуют друг с другом. Однако, проводя серию последних экспериментов, ученые из Массачусетского технологического института и Гарвардского университета создали принципиально новую форму света, в которой фотоны объединяются в группы, взаимодействуют друг с другом, замедляются и обретают массу.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 1

Создано устройство, способное хранить долгое время фотоны-кубиты, используемые для квантовой телепортации

Хранение фотонов-кубитовГруппа ученых из Института квантовой оптики Макса Планка, Германия, возглавляемая профессором Герхардом Ремпе (Gerhard Rempe), разработала, создала и продемонстрировала работоспособность устройства длительного хранения фотонных кубитов, основой которого является единственный атом, заключенный в ловушку специального оптического резонатора. Время надежного хранения квантовой информации, носителем которой является фотон света, составляет порядка 100 миллисекунд, и такого времени уже вполне достаточно для создания глобальных квантовых коммуникационных сетей, связывающих самые удаленные точки на земном шаре.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 1

Физики установили новый рекорд, запутав одновременно 10 сверхпроводящих кубитов

Квантовый сверхпроводящий чип с десятью кубитамиУченые из китайского Университета науки и техники, университетов Чжэцзяна и Фучжоу, и китайского Института физики продемонстрировали квантовую запутанность между 10 сверхпроводящими кубитами, расположенными на кристалле одного чипа. Такое состояние квантовой системы является своего рода рекордом по количеству запутанных кубитов, ранее этот рекорд был равен девяти запутанным кубитам. Данное достижение является очередным шагом на пути к созданию крупномасштабных квантовых вычислительных систем на основе твердотельных чипов.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 1

Ученые добились успешного обмена состоянием квантовой запутанности между двумя источниками фотонов, разделенных 100 километрами оптоволокна

Квантовая запутанность фотоновГруппа исследователей из китайского университета Науки и техники (University of Science and Technology of China, USTC) продемонстрировала работу новой технологии, позволяющей производить обмен запутанными фотонами света между двумя источниками, разделенными оптическим волокном, длиной 103 километра. При этом, несмотря на большую длину оптического волокна, оба источника физически разделяло расстояние в 12.5 километров, а для более правдоподобного моделирования условий реального мира часть кабеля была проложена под землей, часть - по воздуху, а оставшаяся часть была сложена в виде бухты в помещении лаборатории.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 12

Ученым удалось запутать на квантовом уровне 16 миллионов атомов одновременно

Экспериментальная установкаТеория квантовой физики не накладывает никаких ограничений на количество квантовых частиц, которые могут быть связаны сильными взаимодействиями, известными под названием явления квантовой запутанности. В недалеком прошлом ученым из Женевского университета (University of Geneva, UNIGE), Швейцария, удалось запутать и путем проведения измерений подтвердить запутанность 2900 атомов одновременно. А недавно, усовершенствовав измерительную технику и методы измерений, эти же ученые продемонстрировали квантовую запутанность сразу 16 миллионов атомов, находящихся внутри односантиметрового кристалла.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 13

Ученым удалось впервые осуществить квантовую телепортацию оптических образов

Квантовая телепортацияКвантовые коммуникации уже стали неотъемлемой частью безопасных сетевых технологий. Не так давно китайские ученые продемонстрировали передачу квантовой информации на расстояние в 1200 километров, использовав специализированный искусственный спутник в качестве промежуточной станции. Однако, в нынешних технологиях для передачи информации используются всего два квантовых состояния фотонов света, что составляет очень малую часть от предоставляемых фотонами возможностей. Для того, чтобы использовать возможности квантовых оптических коммуникаций в большей мере можно использовать так называемые оптические образы, своего рода многомерные комбинации, количество которых практически не поддается исчислению. Одним из видов оптических образов является орбитальный угловой момент света (orbital angular momentum, OAM), который, в случае его использования в качестве носителя информации, может обеспечить поистине фантастические скорости передачи.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 0

Ученые создали первый "подводный" квантовый коммуникационный канал

Квантовые коммуникацииЭксперименты по созданию безопасных каналов квантовых коммуникаций были проведены уже не раз на Земле и в космосе. А недавно группа китайских исследователей создала первый в своем роде "подводный" квантовый коммуникационный канал, не требующий никаких оптических кабелей, используя для этого свет лазера и явление квантовой запутанности.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 0

Китайские ученые впервые "телепортировали" фотоны с поверхности на околоземную орбиту

Квантовая телепортацияМы уже рассказывали нашим читателям, что в прошлом году в грузовом отсеке ракеты Long March 2D, запущенной с космодрома Центра запуска спутников Цзючуан (Jiuquan Satellite Launch Center), в космос отправился квантовый коммуникационный спутник Micius, получивший свое название в честь древнего китайского философа. Спутник был помещен на солнечную синхронную орбиту и он находится постоянно в одной точке пространства по отношению к Земле. На спутнике Micius установлен крайне чувствительный фотодетектор, способный измерить квантовое состояние прибывающих с земли фотонов лазерного света. И это дает ученым возможность осуществлять практическую проверку работы базовых квантовых технологий, таких, как использование квантовой запутанности, квантовую криптографию и квантовую телепортацию.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 0

Использование квантовой памяти позволило реализовать на практике технологию прямой квантовой связи

Квантовая коммуникационная системаВпервые в истории науки ученые-физики из Китайского университета науки и техники (University of Science and Technology of China) и Наньцзинского университета почты и телекоммуникаций (Nanjing University of Posts and Telecommunications) произвели экспериментальную демонстрацию технологии прямой безопасной квантовой связи (quantum secure direct communication, QSDC). Для реализации протокола QSDC в данном случае использовались промежуточные буферы из специализированной квантовой памяти, которые ранее лишь эмулировались при помощи оптоволоконных линий задержки. Но именно использование квантовой памяти позволяет реализовать всю мощь протокола QSDC и использовать ее в практических целях.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 0

Китай устанавливает рекорд по дальности передачи информации при помощи квантовых технологий

Спутник MiciusКитайские ученые установили рекорд по дальности передачи информации при помощи явления квантовой запутанности. Предыдущий рекорд дальности передачи информации при помощи запутанных фотонов света составлял порядка 100 километров, но использование для этих целей специализированного искусственного коммуникационного спутника Micius, запущенного в космос в августе прошлого года, позволило эффективно "телепортировать" информацию на расстояние в 1200 километров.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 8

Физики попытались определить пределы "физической выносливости" явления квантовой запутанности

ЦентрифугаЯвление квантовой запутанности, названное Альбертом Эйнштейном "призрачным взаимодействием на расстоянии", сохраняется даже при очень высоком ускорении движения. Этот факт установили во время экспериментов ученые-физики из Венского университета и Института квантовой оптики и квантовой информатики австрийской Академии наук. В этом эксперименте источник запутанных фотонов был помещен в контейнер, который с высокой скоростью перемещался по вертикальной шахте и вращался на центрифуге, действующее на него при этом ускорение составляло 30 g. Данный эксперимент был проведен для углубления понимания основных принципов квантовой механики, а результаты этого эксперимента помогут найти пути применения квантовых технологий в космосе.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 1