Mühendisler Caltech optik boşluklardaki atomların – ışık için küçük kutular – kuantum internetin yaratılmasına yol açabileceğini gösterdi. Onların Ulusal Bilim Vakfı– Finanse edilen çalışma dergide yayınlandı Doğa.
Kuantum ağları, kuantum bilgisayarları klasik seviyeden ziyade kuantum seviyesinde çalışan bir sistem aracılığıyla birbirine bağlar. Teorik olarak, kuantum bilgisayarlar bir gün kuantum mekaniğinin özel özelliklerinden yararlanarak belirli işlevleri klasik bilgisayarlardan daha hızlı gerçekleştirebilecekler.
Mühendisler, klasik bilgisayarlarda olduğu gibi, verileri paylaşmak ve bir kuantum bilgisayar ağında birlikte çalışmak için birden çok kuantum bilgisayarı birbirine bağlayabilmek istiyor.
NSF’nin direktörü Fil Bartoli, “Kendi başlarına önemli olmakla birlikte, kuantum bilgisayar ağları aynı zamanda güvenli bir kuantum internet hedefini gerçekleştirme yolunda önemli bir adımı temsil ediyor” dedi. Elektrik, Haberleşme ve Siber Sistemler Bölümü. Ağlar, tek bir kuantum bilgisayar tarafından işlenemeyecek kadar büyük hesaplamaları çözmek ve kuantum kriptografi kullanarak kırılmayacak kadar güvenli iletişim kurmak da dahil olmak üzere çeşitli uygulamalara kapı açacaktır.
Bir kuantum ağının, iletilen bilginin kuantum özelliklerini değiştirmeden iki nokta arasında bilgi iletebilmesi gerekir. Mevcut bir model şu şekilde çalışır: Tek bir atom veya iyon, spin gibi kuantum özelliklerinden biri aracılığıyla bilgi depolayan bir kuantum biti (veya “kübit”) görevi görür.
Bu bilgiyi okumak ve başka bir yere iletmek için, atom bir ışık darbesiyle uyarılır ve bu da onun, dönüşü atomun dönüşüyle karışmış bir foton yaymasına neden olur. Foton daha sonra atomla karışmış bilgiyi fiber optik kablo aracılığıyla uzun bir mesafe boyunca iletebilir.
Uygulamalı bir fizikçi ve elektrik mühendisi olan Caltech’ten Andrei Faraon liderliğindeki araştırmacılar, bir kristal parçasından yontulmuş, periyodik nano-modelleme ile yaklaşık 10 mikron uzunluğunda (bir inçin kesri kadar) bir ışın olan bir nanofotonik boşluk inşa ettiler. Bu boşlukta, bilim adamları bir iterbiyum iyonunu uyarabilir ve yaydığı ortaya çıkan fotonu etkili bir şekilde saptayabilir; bu foton, dönüşü iyonun dönüşünde depolanan bilgileri okumak için kullanılabilir.
NSF’de bir program görevlisi olan Alex Cronin, “Kuantum bilgi bilimindeki bu temel araştırma gibi ilerlemeler, kuantum teknolojisinin uzun vadeli gelişimini sağlamak için önemli kilometre taşlarıdır” dedi. Fizik Bölümü.