科学家们实现了新的量子传送记录

时间：2021-06-17 17:52:14 来源：

此图表描述了研究人员在国家标准和技术研究所（NIST）的研究人员在光纤中超过100公里（KM）的光粒子中具有“传送的”或转移量子信息，比以前的记录更远。

来自国家标准和技术研究所的科学家已经为量子传送的新记录设定了一个新的记录，在100公里的光纤中发送了光粒子的量子信息。

实验证实，量子通信在纤维中长距离是可行的。其他研究组在自由空间中的距离更长的距离中具有传送量子信息，但通过传统的光纤线路的能力为网络设计提供了更大的灵活性。

不要与星际跋涉的虚构“光束”混淆，量子传送涉及在数量的物质或光线中编码的信息的转移或远程重建。传送在量子通信和量子计算中都有用，该计算提供了新的功能的前景，例如不可用的加密和高级码破坏。最初提出了超过20年前的量子传送的基本方法，并通过了许多研究组进行，其中包括2004年使用原子在NIST上。

在Optica中描述的新记录涉及将包含在一个光子 - 其特定时隙中的量子信息的量子信息转移到另一个光子在科罗拉多州的NIST实验室中传输超过102公里的柱状光纤。

Hiroki需要的主要作者是来自日本NTT Corporation的NIST Guest研究员。通过在NIST设计和制造的先进单光子探测器可以实现这一成就。

“只有大约1％的光子通过100公里的光纤使其一直畅销，”NIST的Marty Stevens说。“如果没有这些新探测器，我们从来没有做过这个实验，这可以测量这种令人难以置信的弱信号。”

到目前为止，如此多的量子数据在光纤中丢失了传输速率和距离低。新的NTT / NIST传送技术可用于使称为量子中继器的设备可以定期重新发送数据，以便扩展网络达到，可能足以最终构建“量子互联网”。此前，研究人员认为量子中继器可能需要依赖原子或其他物质而不是光，这是一种艰难的工程挑战，也将减慢传输。

各种量子态可用于携带信息; NTT / NIST实验使用量子状态，该量子状态指示在单个光子到达的时隙序列中。传送方法是新颖的，其中四个NIST的光子检测器定位以滤除特定量子状态。（见图表概述了传送过程如何运作。）探测器依赖于由硅化钼制成的超导纳米线。他们可以录制超过80％的到达的光子，揭示它们是否处于相同或不同的时隙，每个时间段只有1纳秒。在电信中常用的波长下进行实验。

由于实验滤出并专注于量子态的有限组合，因此最佳传输可以仅成功25％。由于高效的探测器，研究人员在最大可能成功的传输的83％的83％的83％平均成功地传送了所需的量子状态。所有具有不同起始属性的实验运行超过了数学显着的66.7％的阈值，以证明传送过程的量子性质。

出版物：H.需要，S.D.染料，M.J.Stevens，V.Verma，R.P.米尔林和S.W.NAM。，“量子传送使用高效超导纳米线单光子探测器”Optica Vol“，”量子传送超过100公里的纤维。 2，第10页，第832,015页; DOI：10.1364 / OPTICA.2.000832

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