Elektrik və Elektronika Mühəndisləri İnstitutu tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Hazır komponentlərdən istifadə edərək uzun lifli şəbəkələr üzərində sabit zaman çənli kvant hallarının yaranması və paylanması praktik kvant rabitə şəbəkələri üçün yol açacaq. Mənbə: AIT Lab

Kvant açar paylanması (KKD) da daxil olmaqla, yeni yaranan kvant tətbiqləri üçün kvant dolaşıq vəziyyətlərinin səmərəli generasiyası və etibarlı paylanması çox vacibdir. Bununla belə, ənənəvi polyarizasiyaya əsaslanan dolaşıq vəziyyətlər uzun lifli şəbəkələr üzərində sabit deyil. Zaman qutusu dolaşıqlığı perspektivli bir alternativ təklif etsə də, mürəkkəb infrastruktur tələb edir. Bu tədqiqatda tədqiqatçılar kommersiya baxımından mövcud olan komponentlərdən istifadə edərək sabit zaman qutusu dolaşıq vəziyyətlərinin necə yaradıla və paylana biləcəyini araşdırır və bununla da praktik kvant rabitə şəbəkələri üçün yol açırlar.

Niyə vaxt qutusunun dolaşıqlığı vacibdir

Kvant dolaşıqlığı fotonlar kimi iki hissəciyi birləşdirir ki, birini ölçmək digəri haqqında məlumatı dərhal aşkar etsin. Dolaşıq vəziyyətlərin etibarlı generasiyası və paylanması kvant açar paylanması (QKD) kimi kvant texnologiyaları üçün vacibdir — şifrələmə üçün kvant təsadüfiliyindən istifadə edən təhlükəsiz rabitə protokolu.

Əksər QKD sistemləri polyarizasiya əsaslı dolaşıqlıqdan istifadə edir, lakin bu yanaşma ikiqat sınma səbəbindən uzun liflər üzərində qeyri-sabitdir. Fotonların gəliş vaxtlarında məlumatı kodlayan zaman qutusu dolaşıqlığı, ənənəvi olaraq mürəkkəb, xüsusi quraşdırmalar tələb etsə də, daha sabit alternativ təklif edir.

Real həyatda sınaq

Bu məsələni həll etmək üçün 6 fevral 2025-ci il tarixində IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics jurnalında dərc olunmuş bir araşdırma , hazır komponentlərdən istifadə edərək metropoliten şəbəkəsində yüksək keyfiyyətli dolaşıqlığın yaranmasını və uzun məsafəli paylanmasını araşdırır.

Avstriya Texnologiya İnstitutundan (AIT) cənab Martin Axleitner izah edir : “Kvant rabitə texnologiyalarının artan tətbiqləri ilə güclü dolaşıqlıq generasiyası və paylanması çox dəyərli olacaq. Bu məqsədə çatmaq üçün Vyananın mövcud fiber şəbəkəsi boyunca kvant açar paylanması üçün ardıcıl zaman qutusu dolaşıq mənbə tətbiq etdik “. Tədqiqat qrupuna AIT-dən Dr. Alessandro Trenti və Dr. Hannes Hübel, eləcə də Vyana Universitetindən Dr. Philip Walther daxil idi.

Dolaşıq fotonlar necə əmələ gəlir

Zaman qutusuna dolaşıq fotonlar yaratmaq üçün komanda GHz diapazonunda modulyasiya edilmiş lazer impulslarından istifadə etdi. Bu impulslar gücləndirildi və ikinci harmonik generasiya (SHG) kristalından istifadə edərək görünən nasos şüasına çevrildi. Daha sonra nasos şüası zaman qutusuna dolaşıq foton cütlərini yaratmaq üçün xüsusi spontan parametrik aşağı çevrilmə (SPDC) kristalına yeridildi. Dolaşıqlığın keyfiyyətini qiymətləndirmək üçün tədqiqatçılar kommersiya baxımından mövcud olan Mach-Zehnder gecikmə xətti interferometrindən (MZI) və 50/50 şüa bölücü qurğusundan istifadə etdilər.

Dolaşıq fotonlar AIT-dən Vyana şəhəri boyunca yerləşdirilən 30 km uzunluğunda fiber rabitə vasitəsilə nəql edildi və Vyana Universitetində superkeçirici nanotel tək foton detektorları ilə qəbul edildi və ölçüldü.

Kvant istifadəsində ilk kommersiya MZI

Dr. Trenti qeyd edir ki, “Bildiyimiz qədəri ilə, bu, kvant tətbiqi üçün kommersiya MZI gecikmə xəttinin istifadə edildiyi ilk haldır. Quraşdırma güclü dolaşıqlıq və təhlükəsiz açar generasiyası tələbindən xeyli yüksək olan təxminən 93% əla görünürlük nümayiş etdirdi.

Dr. Hübel əlavə edir ki, “Foton kristallarında bu tip dolaşıqlıq mənbəyindən istifadə kvant şəbəkələrinin miqyaslanmasını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıracaq”.

Ümumilikdə, tədqiqat, genişmiqyaslı kvant rabitə şəbəkələrinin yolunu açaraq, kommersiya baxımından mövcud olan komponentlərin yerləşdirilməyə hazır dolaşıq mənbələr yaratmaq üçün necə istifadə edilə biləcəyini nümayiş etdirdi.

Daha çox məlumat

Martin Achleitner və digərləri, Böyükşəhər Fiber Şəbəkəsində GHz Ardıcıl Zaman Qutusu Dolaşıqlığının Paylanması, IEEE Kvant Elektronikasında Seçilmiş Mövzular Jurnalı (2025). DOI: 10.1109/jstqe.2025.3539921

Əsas anlayışlar

Kvant rabitəsi, protokollar və texnologiyaİnterferometriya

Elektrik və Elektronika Mühəndisləri İnstitutu tərəfindən təmin edilir