211service.com
Quantum Internet: Första teleporteringen till ett Solid-State Quantum Memory
Kvantteleportering är förmågan att sända från en plats till en annan utan att resa genom utrymmet däremellan. Materien i sig gör inte denna resa, bara informationen som beskriver den. Detta överförs till en ny kropp som tar på sig originalets identitet.
Men medan science fiction-fans har fokuserat på kroppen involverad, är kvantfysiker mer intresserade av informationen. För dem är teleportering den möjliggörande tekniken bakom en ny generation av informationsbehandlingsteknologier inklusive ett kvantinternet som gör att information kan överföras med perfekt säkerhet.
En av byggstenarna i kvantinternet kommer att vara kvantroutrar som kan ta emot kvantinformation från plats och dirigera den vidare till en annan utan att förstöra den. Så loppet är igång för att demonstrera denna typ av teknik, som har potential att revolutionera kommunikation.
Idag säger Felix Bussières vid universitetet i Genève i Schweiz och några kompisar att de har tagit ett viktigt steg mot detta. Dessa killar har teleporterat kvantinformation till en kristall dopad med joner av sällsynta jordartsmetaller - ett slags kvantminne. Men det är avgörande att de har gjort det för första gången över den typ av vanlig optisk fiber som telekommunikation som används över hela världen.
Ett av huvudkraven för utbredd teleportering är intrasslade fotoner med en våglängd som är kompatibel med telekomfiber. Det är inte så lätt att producera eftersom de intrasslade fotonerna måste vara kompatibla med de diskreta energihoppen i kvantminnet. Denna våglängd är vanligtvis långt borta från lågförlustområdet för standardoptisk fiber, säger Bussières och co.
Så tricket de här killarna har fulländat är att generera intrasslade par av fotoner med olika våglängder. Den första har en våglängd på 883nm (nära-infraröd), vilket är kompatibelt med en typ av kvantminne gjord av neodymdopade yttriumortosilikatkristaller. Den andra har en våglängd på 1338nm (mellan infraröd), som lätt passerar genom telekomoptisk fiber.
Kvanttillståndet som ska teleporteras är polariseringen av en 1338nm foton. Så dessa killar skickar 883nm-signalen till kvantminnet där den lagras medan de sänder 1338-signalen genom en 12 km fiber till en annan apparat som förbereder en tredje foton (också vid 1338 nm) med polarisationen som ska teleporteras.
Det är då teleporteringen äger rum. När dessa två 1338nm-fotoner bringas att interagera på ett visst sätt, teleporteras polarisationen till kvantminnet i andra änden av experimentet.
Teamets mätningar på dessa fotoner visar att polariseringstillståndet verkligen är teleporterat som kvantmekaniken antyder. (En avgörande del av experimentet är en ny generation av singelfotondetektorer som kan upptäcka telekomfotoner med mycket större effektivitet än vad som varit möjligt tidigare.)
Så detta visar för första gången alla komponenter som är nödvändiga för att utföra teleportering över ett standardtelekomnät till ett solid state-kvantminne.
Det är ett litet men betydelsefullt steg framåt. Om vi någonsin ska ha ett kvantinternet är det den här typen av utrustning som kommer att försvinna i hjärtat av det.
Ref: arxiv.org/abs/1401.6958 : Kvantteleportering från en telekomvåglängdsfoton till ett kvantminne i fast tillstånd