Optisesta kuidusta kvanttiverkon reititin

Heriot-Wattin tieteilijät kertovat ottaneensa merkittävän askeleen kohti kvantti-internettiä. He ovat julkistaneet prototyyppisen kvanttiverkon, joka yhdistää kaksi pienempää verkkoa yhdeksi uudelleen konfiguroitavaksi kahdeksan käyttäjän järjestelmäksi, joka pystyy reitittämään ja jopa teleportoimaan lomittumisen tarvittaessa.

Prototyyppimme on verkko, joka voi joustavasti jakaa ja vaihtaa lomittumista useiden käyttäjien tai kvanttiprosessorien kesken – se voi olla kvanttilaskennan läpimurto, jota on odotettu.” toteaa professori Mehul Malik.

Nature Photonics -lehdessä raportoitu demonstraatio asettaa uuden vertailukohdan sille, kuinka suuriksi, joustaviksi ja kyvykkäiksi kvanttiverkot voivat muuttua.

Valon kaaoksen käyttäminen resurssina

Heriot-Watt-prototyypin ytimessä on kvanttisirun tai mittatilaustyönä tehdyn laitteen sijaan kaupasta ostettu optinen kuitu, joka maksaa alle 100 puntaa.

Tiimi valjasti valon sirontakäyttäytymisen optisen kuidun sisällä ohjelmoidakseen uudelleen konfiguroitavaa lomittumisreititintään.

Tuloksena on uudelleen konfiguroitava moniporttilaite, joka voi jakaa kvanttilomittumisen käyttäjien välillä useilla eri tavoilla, vaihtaen paikallisten yhteyksien, globaalien yhteyksien ja sekakonfiguraatioiden välillä halutessaan.

Ratkaisevasti järjestelmä pystyy multipleksoimaan nämä kanavat, mikä tarkoittaa, että se voi palvella useita käyttäjiä samanaikaisesti kerrallaan yksittäisen parin sijaan. Tässä tavallaan multipleksointia käytetään kvanttimoodissa.

Silmiinpistävintä oli, että tiimi saavutti multipleksoidun lomittumisen teleportaation, jossa neljän etäisen käyttäjän välillä kahden kanavan kautta samanaikaisesti siirrettiin lomittumista. Aiemmissa demonstraatioissa lomittumista on teleportoitu, mutta ei niin monen samanaikaisen käyttäjän välillä näin joustavassa arkkitehtuurissa.

Tohtori Natalia Herrera Valencia sanoi: ”Muotoilemalla valoa sisääntulossa ohjelmoimme kuidun tehokkaasti ja muutimme sen sotkuisen sisäisen sironnan tehokkaaksi, korkeaulotteiseksi optiseksi piiriksi. Se antaa meille mahdollisuuden reitittää kvanttilomittumisen minne haluamme, jopa teleportata sen, käyttämällä tätä petollisen yksinkertaista kuidun pätkää.”

Professori Malikin mukaan demonstraatiolla on jännittäviä vaikutuksia kvanttilaskentaan.

”Prototyyppimme on verkko, joka voi joustavasti jakaa ja vaihtaa lomittumista useiden käyttäjien tai kvanttiprosessorien kesken – se voi olla kvanttilaskennan läpimurto, jota on odotettu.”

"Kyllä, tämä on laboratoriomittakaavan demonstraatio, mutta periaatetta voidaan laajentaa."

Aiheesta aiemmin:

Läpimurto voisi ulottaa kvanttiyhteyksiä 2000 kilometriin

Kvantti-internetin läpimurto - laboratoriosta reaalimaailmaan

Kvanttiverkot vakaammiksi yhteyksiä lisäämällä