Физики создали первый прототип повторителя квантовых сигналов

Физики создали первый прототип повторителя квантовых сигналов.

Устройство создано на основе алмазных ячеек квантовой памяти, говорится в исследовании ученых из Гарвардского университета, опубликованном в журнале Nature.

Одним из главных ограничений в работе современных квантовых систем является то, что свет, проходя через оптоволокно, постепенно угасает.

Поэтому узлы связи приходится располагать достаточно близко — на расстоянии в 200–300 км.

У этой проблемы существует два потенциальных решения: первое заключается в отказе от наземного оптоволокна и передаче сигналов через спутник — создание так называемого квантового интернета.

Второй метод предполагает создание повторителей квантовых сигналов — устройств, которые считывают и усиливают поступивший сигнал, не нарушая целостности данных.

Теперь инженерам впервые удалось создать прототип такого устройства.

В его основу легли дефектные алмазы, или SiV-центры — соединения, которые представляют собой включения атомов азота, кремния или других элементов внутри полупроводников.

Исследователи создали на основе SiV-центров квантовые ячейки памяти и научились управлять их поведением и скоростью.

При охлаждении до абсолютного нуля они могут хранить информацию в течение 0,2 миллисекунд — этого достаточно для использования в качестве повторителя квантовых сигналов.

Сейчас мы работаем над расширением нашего эксперимента, встраивая системы квантовой памяти в реальные городские каналы оптоволоконной связи.

Мы планируем создать большую сеть запутанных ячеек квантовой памяти и протестировать первые возможные практические применения квантового интернета.

Ральф Ридингер, ведущий автор исследования.