Przełom w przetwarzaniu kwantowym: syntetyczne wymiary fotonów zmieniają zasady gry

WarsawNaukowcy z Institut national de la recherche scientifique (INRS) dokonali istotnego postępu w dziedzinie przetwarzania informacji kwantowej, wykorzystując sztuczne wymiary fotoniczne. Pod przewodnictwem profesora Roberto Morandotti, we współpracy z zespołami z Niemiec, Włoch i Japonii, wprowadzili nową metodę kontrolowania stanów kwantowych światła. Ich badania, opublikowane w czasopiśmie Nature Photonics, prezentują system używający syntetycznych sieci fotonicznych do lepszego zarządzania i wykrywania fotonów, co czyni ten proces bardziej efektywnym.

Kluczowe elementy tego odkrycia to:

• Tworzenie syntetycznej sieci fotonowej do manipulacji stanami kwantowymi.
• Wykorzystanie kwantowych spacerów do przetwarzania wysokowymiarowych splątań fotonów.
• Zgodność z istniejącą infrastrukturą telekomunikacyjną.

Nowa metoda bada kwantowe spacery, które w ostatnich dwudziestu latach odegrały kluczową rolę w rozwoju komputerów kwantowych. Kwantowe spacery przypominają klasyczne spacery losowe, ale odbywają się w środowisku kwantowym, co pomaga w poprawie szybkości i złożoności algorytmów. Naukowcy wykorzystują syntetyczne sieci fotoniczne, aby zagłębić się w kwantowe zachowania. Te systemy używają wymiarów syntetycznych do efektywnego przetwarzania informacji za pomocą standardowych urządzeń światłowodowych, które działają z powszechnie stosowaną technologią telekomunikacyjną.

Zobacz również:

Dzisiaj · 02:47

Genetyczne tajemnice: jak nasze DNA wpływa na zdrowie psychiczne młodzieży?

Nowe wymiary fotoniczne pozwalają naukowcom symulować zjawiska kwantowe, takie jak symetria parzysto-czasowa i przepływ światła niczym supercieczy. Dotychczas te koncepcje były głównie stosowane w technologiach niekwantowych, ale najnowsze badania pokazują, że mogą mieć zastosowanie w kwantowych rozwiązaniach. System pozwala na jednoczesne sterowanie światłem klasycznym i splątanym. Ta zdolność może zrewolucjonizować dziedziny takie jak obliczenia kwantowe, pomiary kwantowe i bezpieczne komunikacje kwantowe, poprawiając ich wydajność i obniżając koszty infrastruktury.

Systemy kwantowe mogą teraz działać na wysokim poziomie wydajności bez potrzeby instalowania nowej infrastruktury. Łatwo integrują się z obecnymi i przyszłymi systemami telekomunikacyjnymi. Ułatwia to tworzenie tych systemów i wspomaga zabezpieczanie sieci kwantowych do przesyłania danych osobowych.

Badania te wykraczają poza rozwój telekomunikacji; pokazują, że technologie kwantowe wkrótce mogą stać się łatwiejsze w użyciu i bardziej dostępne. Dzięki skupieniu się na rozwiązaniach opartych na światłowodach, badania są zgodne z obecnymi systemami telekomunikacyjnymi, co oznacza istotny postęp w kierunku praktycznego zastosowania technologii kwantowych. Prace zespołu z INRS to ważny krok w łączeniu skomplikowanych procesów kwantowych z technologią codziennego użytku.