Teleportasi Kuantum Berkelanjutan, Kesetiaan Tinggi Direalisasikan untuk Pertama Kalinya

Internet kuantum yang layak – jaringan tempat informasi yang disimpan dalam qubit dibagikan dalam jarak jauh melalui keterjeratan – akan mengubah bidang penyimpanan data, penginderaan presisi, dan komputasi, mengantarkan era baru komunikasi.

Bulan ini, para ilmuwan di Fermilab, departemen energi dari Kantor Laboratorium Sains Nasional, dan kolega mereka telah mengambil langkah signifikan ke arah pembuatan internet kuantum.

Dalam artikel yang diterbitkan di Seperti PRX, tim ini untuk pertama kalinya mempresentasikan demonstrasi teleportasi jarak jauh yang berkelanjutan (44 kilometer serat) dari qubit foton (jumlah cahaya) dengan ketepatan lebih dari 90%. Qubit diteleportasi melalui jaringan serat optik menggunakan detektor foton tunggal dan peralatan off-the-shelf yang canggih.

“Kami senang dengan hasil ini,” kata Panagiotis Spentzouris, seorang ilmuwan Fermilab, kepala program sains kuantum Fermilab dan salah satu rekan penulis makalah. “Ini adalah kunci sukses cara kami membangun teknologi yang akan mengubah cara kami melakukan komunikasi global.”

Teleportasi Kuantum Fidelitas Tinggi

Dalam demonstrasi teleportasi kuantum fidelitas tinggi ke Fermilab Quantum Network, kabel serat optik menghubungkan perangkat off-the-shelf (ditunjukkan di atas), serta perangkat R&D mutakhir. Kredit: Fermilab

Teleportasi kuantum adalah transfer status kuantum yang “diwujudkan” dari satu tempat ke tempat lain. Teleportasi kuantum dari sebuah qubit dicapai dengan menggunakan muatan kuantum, di mana dua atau lebih partikel saling terkait satu sama lain. Jika sepasang partikel terjerat terbagi di antara dua lokasi terpisah, tidak peduli jarak di antara mereka, informasi yang dikodekan diteleportasi.

Tim gabungan – peneliti di Fermilab, AT&T, Caltech, Universitas Harvard, NASA Jet Propulsion Laboratory dan University of Calgary – berhasil memindahkan qubit ke dalam dua sistem: jaringan kuantum Caltech, atau CQNET, dan jaringan kuantum Fermilab, atau FQNET. Sistem disusun, dibangun, dioperasikan, dan digunakan oleh program penelitian publik-swasta Caltech di Quantum Intelligent Network and Technology, atau IN-Q-NET.

“Kami sangat bangga telah mencapai langkah ini dalam sistem teleportasi kuantum yang berkelanjutan, berkinerja tinggi, dan dapat diskalakan,” kata Maria Spiropulu, profesor fisika Shang-Yi Ch’en di Caltech dan direktur program penelitian IN-Q-. BERSIH. “Hasilnya akan lebih ditingkatkan dengan pembaruan sistem yang kami harapkan selesai pada Q2 2021.”

CQNET dan FQNET, yang menampilkan pemrosesan data yang hampir otonom, kompatibel dengan infrastruktur telekomunikasi yang ada serta perangkat pemrosesan dan penyimpanan kuantum yang sedang berkembang. Peneliti menggunakannya untuk meningkatkan kesetiaan dan persentase distribusi kerumitan, dengan penekanan pada protokol komunikasi kuantum yang kompleks dan ilmu pengetahuan dasar.

Keberhasilan itu datang hanya beberapa bulan setelah Departemen Energi AS meluncurkan rencananya untuk internet kuantum nasional pada konferensi pers di Chicago.

“Dengan demonstrasi ini, kami mulai meletakkan dasar untuk pembangunan jaringan kuantum metropolitan Chicago,” kata Spentzouris. Jaringan Chicagoland, yang disebut Jaringan Kuantum Ekspres Illinois, dibuat oleh Fermilab bekerja sama dengan Laboratorium Nasional Argonne, Caltech, Universitas Northwestern dan mitra industri.

Riset ini didukung oleh DOE’s Office of Science melalui Quantitative Information Science Discovery Program (QuantISED).

“Fakta tersebut merupakan bukti keberhasilan kolaboratif di semua disiplin ilmu dan institusi, yang mengarah pada banyak hal yang kami capai dalam sains,” kata Joe Lykken, asisten direktur penelitian di Fermilab. “Selamat kepada tim IN-Q-NET dan mitra kami di akademisi dan industri atas keberhasilan pertama dalam teleportasi kuantum.”

Referensi: “Sistem Teleportasi Menuju Internet Kuantum” oleh Raju Valivarthi, Samantha I. Davis, Cristián Peña, Si Xie, Nikolai Lauk, Lautaro Narváez, Jason P. Allmaras, Andrew D. Beyer, Yewon Gim, Meraj Hussein, George Iskander , Hyunseong Linus Kim, Boris Korzh, Andrew Mueller, Mandy Rominsky, Matthew Shaw, Dawn Tang, Emma E.Wollman, Christoph Simon, Panagiotis Spentzouris, Daniel Oblak, Neil Sinclair dan Maria Spiropulu, 4 Desember 2020, Seperti PRX.
DOI: 10.1103 / PRXQuantum.1.020317

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Topan Super Surigae menyulut Pasifik

19 April 2021 Topan super mencapai intensitas ekstrem setahun lebih banyak daripada badai era satelit mana pun. Surigae tidak akan mendarat, tetapi topan yang muncul di...

Mekanisme fotoenzim kunci yang diuraikan

Kesan artis tentang katalisis enzimatik yang diusulkan dalam mekanisme fotodekarboksilase asam lemak (Sains 2021). Kredit: Damien Sorigué Pengoperasian enzim FAP, yang berguna untuk memproduksi...

DOE Mendorong Investasi A.S. yang Agresif dalam Energy Fusion

Sinar laser energi tinggi NIF berkumpul di target di tengah kamera target. Keberhasilan mendapatkan penyalaan fusi akan menjadi langkah maju yang besar dalam...

Fisikawan menciptakan bit kuantum yang dapat mencari materi gelap

Sebuah qubit (persegi panjang kecil) dipasang pada tingkat kebiruan, yang berada di atas jari untuk menunjukkan skala. Ilmuwan di Farmland Universitas Chicago menggunakan...

Ahli paleontologi memperkirakan bahwa 2,5 miliar T. rex menjelajahi Bumi selama periode Kapur

Untuk semua mereka yang terlambatKapur Menurut sebuah studi baru, jumlah total tyrannosaurus yang pernah hidup di Bumi adalah sekitar 2,5 miliar individu, di mana...

Newsletter

Subscribe to stay updated.