211service.com
Japansk telefoni slår sönder entanglement Distance Record
Entanglement är det märkliga kvantfenomenet där två partiklar är så djupt sammanlänkade att de delar samma existens, även om de kan vara åtskilda av enorma avstånd. På kvantmekanikens språk beskrivs båda partiklarna av en enda vågfunktion.
Entanglement möjliggör alla typer av exotiska fenomen som inte kan uppstå i den vanliga, icke-kvantvärlden. Fysiker använder regelbundet intrassling för att teleportera partiklar från en del av universum till en annan, utan att resa genom det mellanliggande utrymmet. De använder också entanglement för att skicka hemliga meddelanden som inte går att knäcka. Och intrassling är en avgörande ingrediens i kvantberäkningar och ett kvantinternet.
Faktum är att många fysiker tror att intrassling är så viktig att den sannolikt kommer att bli en värdefull resurs som köps och säljs över framtida nätverk, som kvantguld.
Så förmågan att distribuera intrasslade partiklar på långa avstånd blir allt mer värdefull. I den här bloggen har vi följt olika lag när de tävlat för att slå olika distansrekord för fenomen som är beroende av förveckling. Förra året, till exempel, gjorde ett kinesiskt lag anspråk på distansrekordet för att teleportera fotoner över en sträcka på 97 kilometer bara för att hitta ett europeiskt lag som slog rekordet bara några månader senare.
I dag går ett japanskt lag ännu längre. Takahiro Inagaki och några kompisar vid NTT Basic Research Laboratories i Kanagawa säger att de har distribuerat intrasslade fotoner över ett avstånd på 300 kilometer. Detta experimentella resultat för intrasslingsfördelning över 300 km optisk fiber illustrerar potentialen för fiberexperiment relaterade till långdistanskvantkommunikation, säger de.
Dessa killar skapade intrasslade fotoner genom en standardprocess som kallas parametrisk nedkonvertering. Detta omvandlar en enda högenergifoton till två intrasslade lågenergifotoner genom att passera genom en kristall av litiumniobat.
Varje intrasslad foton passerar sedan in i en rulle optisk fiber som är 150 kilometer lång. Teamet testade sedan fotonparen som dök upp för att kontrollera att de fortfarande var intrasslade, vilket de verkligen var.
Problemet med den här typen av experiment är att de flesta fotoner absorberas av den optiska fibern. Och ju längre fotonerna färdas, desto mer sannolikt är det att de kommer att absorberas. Så bara en liten bråkdel av de ursprungliga fotonerna dyker upp i slutet av en 150 kilometer lång fiber.
Dessutom är fotondetektorer långt ifrån perfekta och registrerar ofta fotoner när ingen är närvarande. Denna så kallade mörkräkning introducerar brus som kan översvämma de få fotoner som fysiker är intresserade av.
Inagaki och co har övervunnit detta med en ny generation supraledande fotondetektorer som har ett mycket lägre mörkertal än tidigare möjligt.
Det är imponerande men det nya verket har tydliga begränsningar. Inagaki och beräkna att i deras nuvarande experiment skulle antalet fotonpar som kommer fram tillåta en datahastighet på cirka 1 bit var 10:e miljon sekund. Men de säger att bättre detektorer inom en snar framtid borde förbättra det. Således, även om kvantnyckelfördelning över 300 km i fiber är svår att uppnå med vår nuvarande experimentuppställning, kommer det att vara möjligt med förbättrade detektorer och en stabilare experimentuppställning för långa mättider, säger de.
Ändå visar detta nya arbete betydande ambitioner och visar verkligen det värde fysiker sätter på att kunna överföra intrassling.
Ref: arxiv.org/abs/1310.5473 : Entanglement Distribution Över 300 km fiber