reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
© tugores34_dreamstime.com Nauka | 03 kwietnia 2018

Sieci kwantowe kluczem do przysz艂o艣ci komunikacji

Czy mechanika kwantowa mo偶e stanowi膰 klucz do opracowania superszybkich system贸w komunikacyjnych nowej generacji? Projekt dofinansowany ze 艣rodk贸w programu Marie Curie przybli偶y艂 nas do odpowiedzi na to pytanie.
W ramach unijnego projektu SIPHON uda艂o si臋 wyprodukowa膰 pojedyncze fotony na 偶膮danie oraz wykaza膰, 偶e cz膮stki te mog膮 by膰 bardziej optymalne ni偶 naturalne atomy w eksperymentach dotycz膮cych pewnego konkretnego zjawiska kwantowego. Osi膮gni臋cie to mo偶e mie膰 istotne implikacje w pionierskiej dziedzinie komunikacji kwantowej. 鈥濿sp贸艂czesna cywilizacja opiera si臋 na szybkim dost臋pie do informacji鈥, m贸wi koordynator projektu SIPHON Klaus J枚ns z Kr贸lewskiego Instytutu Technologii KTH w Szwecji. 鈥瀂yskanie przewagi w dziedzinie zarz膮dzania informacjami ma kluczowe znaczenie dla biznesu, finans贸w, polityki i bezpiecze艅stwa. Wymiana informacji odbywa si臋 obecnie w wi臋kszo艣ci przez internet, kt贸rego przepustowo艣膰 jest rzecz jasna ograniczona. Ponadto, przesy艂anie danych nie jest bezpieczne鈥. Sieci przysz艂o艣ci Koordynowany przez J枚nsa unijny projekt po艣wi臋cony jest fascynuj膮cemu i tajemniczemu 艣wiatu mechaniki kwantowej i ma na celu okre艣lenie mo偶liwo艣ci budowy sieci, kt贸ra pozwoli艂aby w przysz艂o艣ci na przesy艂anie olbrzymich ilo艣ci danych. 鈥Na poziomie kwantowym mo偶emy kodowa膰 informacje na najmniejszych kwantach energii, czyli pojedynczych cz膮stkach 艣wiat艂a 鈥 fotonach鈥, t艂umaczy. 鈥濸ozwoli艂oby to nie tylko zmniejszy膰 ilo艣膰 energii potrzebnej do przesy艂ania informacji, ale tak偶e zapewni艂o ca艂kowite bezpiecze艅stwo komunikacji dzi臋ki prawid艂om mechaniki kwantowej鈥. Projekt koncentrowa艂 si臋 na zjawisku kwantowym zwanym nielokalno艣ci膮. Ten efekt kwantowy zosta艂 ju偶 dok艂adnie zbadany, wykonano te偶 szereg eksperyment贸w, zwykle wykorzystuj膮cych dwa spl膮tane fotony. Pomiar rzutowy jednego fotonu powoduje natychmiastowe za艂amanie stanu drugiego spl膮tanego fotonu znajduj膮cego si臋 w odleg艂ym miejscu. Nielokalno艣膰 pojedynczej cz膮stki, w szczeg贸lno艣ci pojedynczego fotonu, rodzi pewne fundamentalne pytanie: czy pojedynczy foton mo偶e znajdowa膰 si臋 jednocze艣nie w kilku r贸偶nych miejscach? 鈥濶ielokalno艣膰, kt贸r膮 Albert Einstein okre艣li艂 mianem upiornego dzia艂ania na odleg艂o艣膰, wyst臋puje, gdy cz膮stki znajduj膮ce si臋 w ro偶nych miejscach w przestrzeni zmieniaj膮 sw贸j stan pod wp艂ywem dzia艂ania zachodz膮cego w jednej cz臋艣ci uk艂adu i w jednej lokalizacji鈥, wyja艣nia J枚ns. 鈥濿 naszym projekcie chcieli艣my sprawdzi膰, czy nowoczesne nanoskalowe p贸艂przewodnikowe 藕r贸d艂a 艣wiat艂a kwantowego mog艂yby pozwoli膰 na zademonstrowanie nielokalno艣ci foton贸w鈥. Sztuczne atomy J枚ns i jego wsp贸艂pracownicy wykorzystali w swoich eksperymentach nanoskalowe urz膮dzenia, nazywane te偶 sztucznymi atomami, i dowiedli, 偶e s膮 one rzeczywi艣cie doskona艂ymi 藕r贸d艂ami pojedynczych foton贸w. Te sztuczne atomy okaza艂y si臋 w wielu przypadkach lepsze od atom贸w naturalnych. 鈥濶anoskalowe p贸艂przewodnikowe 藕r贸d艂a 艣wiat艂a kwantowego wykaza艂y si臋 najni偶sz膮 niepo偶膮dan膮 emisj膮 wielofotonow膮鈥, m贸wi J枚ns. 鈥濵o偶na je r贸wnie偶 wykorzysta膰 do produkowania deterministycznych par spl膮tanych foton贸w鈥. Ta nowa metoda generowania par spl膮tanych foton贸w na 偶膮danie mo偶e pom贸c przyspieszy膰 badania naukowe. Uczeni odkryli te偶, 偶e te emitery kwantowe 鈥瀖igaj膮鈥, co oznacza, 偶e czasami nie emituj膮 艣wiat艂a. Jak twierdzi J枚ns, zjawisko to nale偶y uwzgl臋dni膰 przy opracowywaniu przysz艂ych zastosowa艅 w dziedzinie komunikacji kwantowej. Cho膰 nie ulega w膮tpliwo艣ci, 偶e pojedyncze i spl膮tane fotony s膮 wa偶nymi elementami budulcowymi sieci kwantowych, J枚ns podkre艣la, 偶e potrzebne s膮 o wiele bardziej fundamentalne badania, aby wy艂oni膰 najlepsze 藕r贸d艂a 艣wiat艂a kwantowego, spe艂niaj膮ce najbardziej rygorystyczne wymagania. 鈥濼en projekt Marie Curie pozwoli艂 mi na zbudowanie w艂asnej sieci wsp贸艂pracownik贸w鈥, m贸wi. 鈥濸omog艂o mi to sta膰 si臋 bardziej niezale偶nym badaczem oraz stworzy膰 portfolio prac badawczych. Dzi臋ki projektowi zyska艂em te偶 dost臋p do wyj膮tkowego 艣rodowiska badawczego, zapewniaj膮cego doskona艂膮 opiek臋 i mentoring w osobie profesora Vala Zwillera z KTH w Sztokholmie鈥.
reklama
reklama
reklama
reklama
Za艂aduj wi臋cej news贸w
February 15 2019 09:57 V12.1.1-2