Przełom w komunikacji kwantowej – dwa doskonale splątane fotony

Fizykom udało się uzyskać sprawnie tworzone dwa doskonale splątane fotony. Pokazali już również, jak nowy system można wykorzystać w technologiach związanych z komunikacją kwantową.

Dwa doskonale splątane fotony

.Grupa badawcza z University of Waterloo w Kanadzie donosi o potencjalnie przełomowym dokonaniu z dziedziny komunikacji kwantowej. Naukowcom udało się sprawnie tworzyć dwa doskonale splątane ze sobą fotony.

Jeśli dwa fotony są kwantowo splątane, to gdy zmierzy się polaryzację jednego z nich, polaryzacja drugiego będzie zawsze miała przeciwny kierunek. W uproszczeniu można powiedzieć, że fotony w tym stanie są z sobą połączone, niezależne od odległości, jaka je dzieli.

Związane z tym eksperymenty w 2022 roku zostały uhonorowane Nagrodą Nobla. Naukowcy wykorzystali przy tym kropki kwantowe – technologię, za którą przyznano Nagrodę Nobla w 2023 roku.

Komunikacja kwantowa

.„Połączenie wysokiej jakości splątania z dużą wydajnością jest niezbędne dla tak ekscytujących zastosowań, jak kwantowa dystrybucja klucza czy kwantowe powielacze, które mogą zwiększyć odległość działania bezpiecznej komunikacji kwantowej aż do globalnej skali albo pozwolą na łączenie odległych komputerów kwantowych” – wyjaśnia prof. Michael Reimer, autor publikacji, która ukazała się w piśmie „Communications Physics”.

„Wcześniejsze eksperymenty pozwalały na uzyskanie albo niemal idealnego splątania albo wysokiej wydajności systemu. Dopiero teraz uzyskaliśmy oba cele, dzięki kropkom kwantowym” – dodaje badacz.

Dzięki połączeniu wielu kropek kwantowych w nanoprzewód, badacze uzyskali źródło doskonale splątanych fotonów 65 razy wydajniejsze od wcześniejszych.

System ten generuje splątane fotony po oświetleniu go laserem.

Na jego budowie naukowcy nie poprzestali. Zademonstrowali już, że można go wykorzystać do uzyskania tzw. kwantowej dystrybucji klucza – podstawowej procedury bezpiecznej komunikacji kwantowej.

Jak badania naukowe zmieniają nasz świat

.Profesor nauk technicznych, wiceprzewodniczący Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERC), Andrzej JAJSZCZYK, na łamach „Wszystko co Najważniejsze” twierdzi, że: „Trudno jest przecenić rolę badań naukowych w tym, co osiągnęła nasza cywilizacja. Wyniki pracy naukowców spowodowały, że żyjemy dziś znacznie dłużej niż jeszcze sto lat temu, głód stał się udziałem wyłącznie osób mieszkających w krajach upadłych i nękanych wojnami, podróże po całym świecie są już dostępne prawie dla każdego, przynajmniej w krajach bogatszych, a tania łączność zmieniła życie miliardów ludzi, nawet w najbiedniejszych zakątkach naszego globu. Dzięki badaniom naukowym nie tylko wiemy, jak żyli nasi przodkowie tysiące lat temu, ale także, jak funkcjonują rynki i co wpływa na nasze zbiorowe działania. Nauka służy także zaspokajaniu naszej zwykłej, ludzkiej ciekawości, przy okazji pozwalając odkrywać rzeczy, które dają szanse na zmianę naszego życia na lepsze. Co prawda nie zawsze chcemy czy umiemy skorzystać z tego, co nam podpowiada nauka, ale w krajach, które to potrafią, żyje się na ogół znacznie lepiej niż tam, gdzie badania naukowe się lekceważy”.

„Niestety, coś, co wielu nazywa postępem, ma też swoje ciemne strony. I jakkolwiek wyniki badań naukowych bywają używane także w złej wierze bądź ich niewłaściwe czy po prostu nierozumne zastosowanie prowadzi do opłakanych skutków, to nikt przy zdrowych zmysłach nie kwestionuje konieczności dalszego prowadzenia badań, chociażby po to, by walczyć ze wspomnianymi skutkami” – pisze prof. Andrzej JAJSZCZYK w tekście „Badania naukowe zmieniają nasz świat„.

PAP/Marek Matacz/WszystkocoNajważniejsze