【量子通訊大增固態存儲設備】

江南布衣

【量子通訊大增固態存儲設備】

 

 

量子力學可以提供一個安全的通信方式

兩個獨立的團體已經演示了如何一對糾纏光子可以轉讓其糾纏和從固 - 的過程，應該一天骨幹組成所謂的量子存儲器或中繼器。

 

這些設備將使量子通信系統來傳輸信息的距離過大，顯著減少退化。

 

“雖然我很懷疑，幾年前，一個有用的量子中繼或quantum網絡可以建立，我現在非常有信心...那這個目標可以實現在未來五到十年，說：”沃爾夫岡Tittel的University加拿大卡爾加里，作者之一的論文中出現的 自然 今天。

 

量子通信是一種手段傳送信息的安全，從根本上竊聽。

 

必須是兩個光子糾纏 - 也就是說，有其量子態有著千絲萬縷的聯繫 - 在兩端的一個渠道，在它的“鑰匙”加密信息進行解碼才能建立。

 

多虧了在量子力學的測不准原理，它是不可能攔截這個關鍵不破壞它，所以官方的溝通總是可以判斷一個第三方試圖竊聽。

 

一個量子通信的局限性，但是，信號衰減。 在傳統的信息網絡，工程師們解決這個問題，通過安裝中繼器，它記錄一個腐朽的信號，然後重新發出它在其最佳的實力。

 

然而，因為它是不可能的記錄量子信號而不會破壞它，一個量子中繼器必須能夠吸收和重新放出糾纏光子糾纏態，而不會干擾。

 

量子記憶，更原始的形式轉發器，已被證明在單個原子或原子在蒸氣，但沒有，到現在為止，在固體狀態，是需要一個強大的通訊系統。

 

選擇你的水晶

這是事先由Tittel的小組，其中包括成員在帕德博恩大學，德國，同樣，由Nicolas Gisin和同事們在瑞士日內瓦大學。

 

這兩個集團已顯示，一對糾纏的光子被吸收由晶體摻雜與稀土離子，因此它的量子狀態成為存儲為一個原子的激發。

 

一小部分一秒鐘之後，一個新的光子發射與該糾纏態不變。

 

之間存在差異，本集團的示威活動。

 

對於晶體，Tittel的集團採用铥摻雜鈮酸鋰，而Gisin的研究小組選擇了摻釹釔矽酸鹽。

 

此外，不同類型的激光設置有利於 Gisin的小組，其中報告的最大存儲時間約 200 ns的以效率超過 20％; Tittel的研究小組報告了貯存時間為 7納秒以效率為 2％ 。

 

另一方面，在量子存儲器的Tittel的小組功能在5 GHz的帶寬 - some 40倍大於 Gisin的研究小組 - 這意味著，潛在的，更多的信息可以在同一時間內發送。

 

瓦爾 Zwiller，量子物理學家在代爾夫特科技大學在荷蘭，說這兩派在作出“明確的重要步驟”，對量子中繼器，但注意到一些限制條件，這表明工程挑戰仍然擺在面前。

 

其中之一是低效率，而事實上，儲存時間不變量，將需要一個實用的設備。

 

另一個原因是，存儲的光子的波長是不是國際標準應用於通訊，約 1300納米。 “工作提出這兩篇文章在許多方面仍缺乏”Zwiller總結。

 

兩組成員承認有一些路要走量子存儲器或中繼器可以實現在實際系統，但相信沒有不可逾越的障礙。

 

“幾個解決方案已經在世界上積極追求，並迅速取得進展，最近已使我們相信，這些將大大改善，在未來幾年，說：”Mikael Afzelius，一成員 Gisin的小組。

 

關於作者

喬恩卡特賴特是一個自由撰稿人，總部設在英國布里斯托爾

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/44775