Достигнута квантовая запутанность двух запоминающих устройств на расстоянии 12,5 км друг от друга. Это может стать следующим шагом на пути к развитию квантового интернета.
Квантовая запутанность — одно из самых странных и наименее интуитивных явлений, предсказанных квантовой механикой. Это происходит между квантовыми объектами — атомами, субатомными частицами, ионами — взаимодействующими друг с другом определенным образом. Эйнштейн назвал это явление «призрачным взаимодействием на расстоянии».
Если, например, у нас есть два запутанных фотона, то измерение поляризации одного из них позволит нам точно определить, какова поляризация другого — вне зависимости от того, как далеко он расположен. Квантовая запутанность — фундаментальное явление, используемое в квантовых компьютерах, квантовой криптографии и квантовой телепортации.
Первая такая квантовая запутанность
Физики из Университета науки и технологий Китая и Цзинаньского института квантовых технологий продемонстрировали квантовую запутанность между двумя устройствами памяти, расположенными на расстоянии 12,5 км друг от друга. Работа, опубликованная в журнале Physical Review Letters, может стать следующим шагом на пути к развитию квантового интернета.
В 2020 году мы опубликовали статью, в которой продемонстрировали запутывание двух квантовых воспоминаний через оптоволоконную линию длиной 50 км. В этом эксперименте оба воспоминания, которые мы использовали, находились в одной лаборатории, поэтому они не были полностью независимыми. Следующим шагом в нашем исследовании было повторение этого с полностью независимыми объектами.
Сяо-Хуэй Бао, один из исследователей, проводивших исследование
Команда Бао развернула два квантовых узла в разных местах городской среды на расстоянии 12,5 км. В первом из них, называемом узлом А, первая квантовая память запутана с одним фотоном. Затем он был отправлен на узел B и сохранен во второй квантовой памяти.
Таким образом, мы запутали два далеких друг от друга квантовых воспоминания. Поскольку фотон, испускаемый нашей памятью, находится в ближнем инфракрасном диапазоне (795 нм), что не подходит для передачи с малыми потерями по оптическому волокну, вместо этого мы используем метод квантового преобразования частоты, чтобы сдвинуть длину волны фотона до 1342 нм, что значительно повышает общую эффективность передачи.
Сяо-Хуэй Бао
Хотя в предыдущих экспериментах были достигнуты большие расстояния, они в основном были связаны с запутанными фотонами. Теперь впервые была достигнута квантовая запутанность между устройствами памяти.
