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Zum ersten Mal wurde ein Photon von einem Chip zum anderen teleportiert

Das Experiment wurde von Spezialisten der University of Bristol durchgeführt. Neue Technologien werden zur Entwicklung von Quantencomputern auf Siliziumschaltungen beitragen. Wir erzählen, wie ihr System angeordnet ist. Wir betrachten auch mehrere Projekte von Drittanbietern im Zusammenhang mit Quantenteleportation.


Foto - Steve Jurvetson - CC BY / Foto geändert

Was ist das Wesen der Technologie?


Quantenteleportation ist ein Prozess, bei dem ein Quantenzustand unter Verwendung verschränkter Photonen auf eine Entfernung übertragen wird. Sie werden am Abfahrtsort zerstört und am Empfangspunkt neu erstellt. In Zukunft wird diese Funktion kann verwendet werden , um Sendeinformationen.

Der erste Partikeltransfer innerhalb eines einzelnen Siliziumchips - um 6 mm - wurde 2013 von einer Gruppe von Physikern der Schweizerischen Technischen Hochschule Zürich (ETH Zürich) durchgeführt.

Ende letzten Jahres verbesserten ihre Kollegen aus Bristol die Technologie und waren die ersten auf der Welt, die ein Photon zwischen Mikroschaltungen teleportierten . Diese Errungenschaft ist ein weiterer Schritt zur Entwicklung von Quantennetzwerken und Siliziumchip-Computern.

Wie es funktioniert


Es basiert auf nichtlinearen Photonenquellen und linearen Quantenschaltungen. Die Physiker verwendeten Miniatursender und -empfänger, die nicht größer als fünf Millimeter waren.

Der Teleportationsprozess selbst erfolgt in mehreren Schritten:

  • Die Quelle erzeugt zwei Paare verschränkter Photonen.
  • , — .
  • , , . .

Fachleute der Universität Bristol führten ebenfalls ein Experiment mit vier Quellen durch und demonstrierten den Zustand von Greenberger-Horne-Zellinger ( S. 3 ). Es ist gekennzeichnet durch eine Quantenverschränkung eines Systems von mindestens drei Qubits.

Der Übereinstimmungsgrad der Quantenzustände während ihrer Übertragung von Chip zu Chip betrug 88,5%. Die Abbildung ist vergleichbar mit dem gleichen Indikator für die Teleportation auf einem einzelnen Chip ( Seite 4 ). Diese Genauigkeit reicht aus, um Informationen effizient über Glasfaserkanäle zu übertragen. Für die Implementierung eines fehlertoleranten Quantencomputers muss dieser Parameter jedoch den 99% -Balken erreichen. Ein Team von Physikern stellt fest, dass sie die Forschung in diese Richtung fortsetzen werden.

Andere Experimente


Im vergangenen Sommer von Yokohama State University Ingenieure in Japan hatte eine teleportieren Lichtteilchen im Inneren des Diamanten. Mithilfe von Mikro- und Radiowellen verbanden die Forscher den Elektronenspin mit dem Kernspin von Kohlenstoff. Dann wurde ein Photon in das System eingeführt - das Elektron absorbierte es sofort und übertrug Informationen darüber auf das zweite Teilchen. Tatsächlich gelang es den Ingenieuren, einen Miniatur-Quanten-Repeater zum Scannen von Netzwerken zu bilden.

Im August 2019 teleportierten chinesische Wissenschaftler erfolgreich Qutrit , eine Zelle mit drei möglichen Zuständen. Dazu bauten sie ein komplexes optisches System aus Lasern, Strahlteilern und Bariumboratkristallen zusammen. Etwa zur gleichen Zeit wurde ein ähnliches Experiment durchgeführtEin internationales Forscherteam unter der Leitung des österreichischen Physikers Anton Zeilinger (Anton Zeilinger).


Fotos - Donald Giannatti - Unsplash


Eine Reihe von Experten entwickeln sich im Zusammenhang mit der Teleportation von Photonen im Weltraum. Einer der ersten , im Jahr 2016 ein solcher Satellit startete China. Mit einem Laser übertrug er ein Qubit auf eine Entfernung von 1.200 Kilometern - von der Umlaufbahn zu einer Empfangsstation in Tibet.

Solche Technologien ebnen den Weg für den Einsatz globaler Quantennetzwerke. Vielleicht erlauben sie uns in naher Zukunft, bekannte Computer mit Quantenmaschinen zu kombinieren, die auf Siliziumkomponenten basieren.

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