Jedes Team verwendete optische Fasern von zehn Kilometern, um in einer städtischen Umgebung ein Netzwerk zu schaffen, das auf einem Quantenphänomen von kompliziertem Basis basiert und es ein Paar getrennter Photonen ermöglicht, zeitlich und räumlich eng miteinander verbunden zu bleiben.
Die Fähigkeit, Verwirrung zu verwenden, wird als wichtiger Schritt auf dem Weg zu einem Quanten -Internet angesehen, der eine Möglichkeit verspricht, zufällige kryptografische Schlüssel für codierte Informationen so schnell zu generieren, dass sie praktisch unmöglich zu brechen sind. Das Quantennetz kann auch verwendet werden, um Quantencomputer zu verbinden und ihre Leistung zu erweitern.
Das Team von der Harvard University unter der Leitung der Physik Mikhail Lukin erklärte, dass die "Schlüsselaufgabe" bei der Realisierung der praktischen Quantenkommunikation über große Entfernungen "zuverlässige Verwirrung zwischen den Knoten des Quantengedächtnisses impliziert, die durch eine faserfaserische Infrastruktur verbunden sind". Jeder Knoten enthält Würfel, die durch "Photonkanäle" kommunizieren.
Wissenschaftler haben das Quanteninstruktion unter Verwendung von Glasfaserkabeln gezeigt, um sichere Verbindungen zwischen den empfangenden Knoten zu erstellen, ihre Methoden waren jedoch unterschiedlich. So verbanden Forscher aus den Vereinigten Staaten zwei Knoten in der Nähe des Harvard Laboratory in Cambridge, Massachusetts, mit einer Faserschleife von 35 km lang, die sich nach Boston erstreckte.
Das Team der University of Science and Technology of China (USTC) schuf drei Knoten - Alice, Bob und Charlie - im dreieckigen Netzwerk um Hephay, die Hauptstadt der Provinz Angoy, und USTC -Gebäude mit einem zentralen Serverlabor in der Mitte. Alles ist ungefähr 10 km entfernt. Wissenschaftler der Delft Technology University haben 25 km loser Faser von DelPht zu Haag erweitert und zwei Knoten mit einem Server im Mittelpunkt verbinden.
Die Chinesen verwendeten ein ein -Photon -Schema mit den in den Ensemble -Atomen von Rubidia codierten Würfel, um ein Photon von jedem Knoten für Verwirrung an den Server zu senden. Als zwei Photonen gleichzeitig zum Server kamen, wurde eine verwirrende Bedingung erreicht. Auf diese Weise protestierten sie gegen die Protokolle von Multi -NOD -Quantennetzwerken und gingen in die nächste Stufe - Tests direkt Quanten -Internet.
Das Team erwartet, bis Ende des Jahrzehnts 1000 km Glasfaser zu erstellen, wobei etwa 10 Knoten angewendet werden. Interessanterweise erwähnt der Bericht der Forscher der VR China keine gemeinsamen Projekte der Russischen Föderation im Bereich der Quantenkommunikation. Anstatt sich auf das Ensemble der Atome zu verlassen, verwendete das amerikanische Team Diamond -Geräte, in denen Kohlenstoffatome durch ein Siliziumatom ersetzt wurden. Tatsächlich verwirrten sie zwei kleine Quantencomputer.
Während des Experiments wurde ein einzelnes Photon zum ersten Knoten geschickt, wo es mit einem Siliziumatom verwechselt wurde, und schickte dann eine Faserschleife, um das zweite Siliziumatom in einem anderen Knoten zu berühren, wodurch es möglich war, verwirrt zu werden. Ähnlich wie der Ansatz ihrer amerikanischen Kollegen verwendeten niederländische Forscher Stickstoffatome, die in die Diamantenkristalle eingebaut waren.
Chinesische und niederländische Methoden basieren auf der äußerst genauen Zeit der Ankunft von Photonen auf dem zentralen Server, wobei die genauesten Einstellungen erforderlich sind. Die Methode der amerikanischen Forscher brauchte jedoch keinen solchen Superkost. Obwohl die Methode eines Atoms weniger effektiv ist als der Ensemble -Ansatz, ist es adaptiver, da es zur Durchführung grundlegender Berechnungen verwendet werden kann.
Wissenschaftler der VR China behaupten jedoch, dass ihre Methode die Effizienz der Verwirrung durch zwei Größenordnungen hat, die höher sind als die Methode der amerikanischen Kollegen. Trotz der Tatsache, dass die Demonstration der Verwirrung zwischen den in der Stadt befindlichen Knoten eine große Leistung ist, bedeutet dies nicht, dass das Quanten -Internet für die Kommerzialisierung bereit ist, betonen niederländische Wissenschaftler.
Physikerin Tracy Notap von der Innsbruck University, Österreich, die an keiner der Forschung teilnahm, sagte, dass Experimente eine Demonstration der fortschrittlichsten Technologie seien, die für die Entwicklung des Quanten -Internets erforderlich ist. Zuvor berichteten wir, dass die Russische Föderation und China gegen den Kommunikationskanal von 3800 km protestiert haben, der weder zuhören noch brechen kann.
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