První krok k fotonické kvantové síti

Myšlenková kontrola a chemtrails - Harald Kautz Vella (Červen 2019).

Anonim

Pokročilé fotonické nanostruktury jsou na cestě k revoluci kvantové technologie pro kvantové sítě založené na světle. Vědci z Niels Bohr Institute nyní vyvinuli první stavební bloky potřebné pro konstrukci komplexních kvantových fotonických obvodů pro kvantové sítě. Tento rychlý vývoj v kvantových sítích je zdůrazněn v článku v časopise Nature.

Kvantová technologie založená na světle (fotonech) se nazývá kvantová fotonika, zatímco elektronika je založena na elektroních. Fotony (lehké částice) a elektrony se chovají různě na kvantové úrovni. Kvantová entita je nejmenší jednotka v mikroskopickém světě. Například fotony jsou základní složkou světla a elektronů elektrického proudu. Elektrony jsou tzv. Fermions a mohou být snadno izolovány tak, aby současně vedly současný jeden elektron. Naproti tomu fotony jsou bosony, které dávají přednost společnému. Ale protože informace pro kvantovou komunikaci založenou na fotonice jsou zakódovány v jediném fotonu, je nutné je vysílat a odesílat jeden po druhém.

Zvýšená informační kapacita

Informace založené na fotonách mají velké výhody; fotony interagují jen velmi slabě s prostředím - na rozdíl od elektronů, tak fotony neztrácejí moc energie po cestě, a proto je možné je posílat na velké vzdálenosti. Fotony jsou proto velmi vhodné pro přenos a distribuci informací a kvantová síť na bázi fotonů bude schopna zakódovat mnohem více informací, než je možné s aktuální počítačovou technologií a informace nemohou být zachyceny na cestě.

Mnoho výzkumných skupin po celém světě intenzivně pracuje v této oblasti výzkumu, která se rychle rozvíjí a ve skutečnosti se začínají vyrábět první komerční kvantové fotonické výrobky.

Řízení fotonů

Předpokladem pro kvantové sítě je schopnost vytvářet proud jednotlivých fotonů na vyžádání a vědci z Niels Bohr Institutu to dokázali přesně.

"Vyvinuli jsme fotonický čip, který působí jako fotonová zbraň. Fotonický čip se skládá z extrémně malého krystalu o šířce 10 mikronů a tloušťce 160 nanometrů. takzvaná kvantová tečka Osvětlení kvantové tečky laserovým světlem vyvolává elektron, který pak může skákat z jedné oběžné dráhy do druhé a tím vysílat jediný foton najednou.Fotony jsou obvykle vysílány ve všech směrech, ale fotonický čip je navržen takže všechny fotony jsou vysílány prostřednictvím fotonického vlnovodu, "vysvětluje Peter Lodahl, profesor a vedoucí výzkumné skupiny Quantum Photonics v Institutu Niels Bohr v Kodani.

V dlouhém a pracném procesu výzkumná skupina dále rozvíjela a testovala fotonický čip, dokud nedosáhla extrémní účinnosti, a Peter Lodahl vysvětluje, že bylo zvláště překvapivé, že by mohlo dojít k emisi fotonů, která se vyskytla způsobem, který nebyl dříve považován za možný. Normálně jsou fotony vysílány v obou směrech ve fotonickém vlnovodu, ale v fotonickém čipu na zakázku by mohly tuto symetrii zlomit a získat kvantovou tečku, aby rozlišovaly mezi vyzařováním fotonu vpravo nebo vlevo, což znamená, že vysílá směrové fotony. To znamená úplnou kontrolu nad fotony a výzkumníci začínají zkoumat, jak na základě nového objevu postavit kompletní kvantové síťové systémy.

"Fotony mohou být posílány na dlouhé vzdálenosti prostřednictvím optických vláken, kde procházejí vlákny s velmi malou ztrátou. Mohli byste vytvořit síť, kde by fotony propojily malé kvantové systémy, které jsou pak propojeny do kvantové sítě - kvantové internet, "vysvětluje Peter Lodahl.

Dodává, že zatímco první základní funkce jsou již realitou, velkou výzvou je nyní rozšířit je do velkých, komplexních kvantových sítí.

menu
menu