Ingrid Fadelli , Phys.org

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriObyektiv linzaları meydana gətirən cımbızlı elm hüceyrəsi. Kredit: Covey Lab.

Kvant şəbəkələri, qoşulmuş kvant kompüterlərindən, kvant sensorlarından və ya digər kvant cihazlarından ibarət sistemlər daha sürətli və təhlükəsiz rabitəni təmin etmək potensialına malikdir. Bu şəbəkələrin qurulması, hissəciklər və ya sistemlər arasında əlaqə yaradan, hətta bir-birindən uzaqda olsalar belə, birinin kvant vəziyyəti digərinə təsir edən, dolaşıqlıq kimi tanınan kvant hadisəsinə əsaslanır.

İndiyədək kvant şəbəkələri yaratmaq üçün istifadə edilən atom əsaslı kubitlər görünən və ya ultrabənövşəyi dalğa uzunluğunda işləyir, bu da optik liflər vasitəsilə uzun məsafələrə siqnalların ötürülməsi üçün ideal deyil. Bununla belə, bu siqnalların telekommunikasiya zolağı dalğa uzunluqlarına çevrilməsi rabitənin səmərəliliyini azalda və qubitlər arasında əlaqəni poza biləcək arzuolunmaz siqnallar təqdim edə bilər.

Urbana-Şampeyndəki İllinoys Universitetində professor Jacob P. Covey-nin rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu bu yaxınlarda bir sıra iterbium-171 atomlarından istifadə edərək telekommunikasiya zolağı dalğa uzunluğunda kvant şəbəkəsini həyata keçirdi. Onların “Nature Physics” jurnalında dərc olunmuş məqaləsi telekommunikasiya zolağında birbaşa yaranan atomlar və optik fotonlar arasında yüksək dəqiqlikli birləşməni həyata keçirmək üçün perspektivli bir yanaşma təqdim edir.

Phys.org-a məqalənin həmmüəllifi Xiye Hu deyib: “Birgə dolaşıq olan kvant cihazları şəbəkələri kvant informasiya elmində yeni imkanlar təqdim edir”.

“Uzun ömürlü metastabil vəziyyətinə görə şərti olaraq optik atom saatlarında istifadə edilən İtterbium-171, kvant hesablamaları və metrologiyada yeni tətbiqləri ilə atom massivi cəmiyyətində bacarıqlı bir namizəd kimi ortaya çıxdı.”Lazer hazırlama cədvəli. Kredit: Covey Lab.

Kvant şəbəkələrini həyata keçirmək üçün Hu və onun həmkarları uzunmüddətli rabitə üçün perspektivli olduğu bilinən ¹⁷¹ Yb atom massivinin unikal xüsusiyyətlərindən istifadə etdilər . Onların şəbəkəsi paylanmış hesablamaları dəstəkləyə bilən kvant prosessorları şəbəkəsinin və ya dəqiq vaxt ölçmə və hissetmə tətbiqləri üçün atom saatlarının kvant şəbəkəsinin reallaşdırılması istiqamətində mühüm addımdır.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1751428779&adf=2612643799&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1760355292&rafmt=1&armr=3&format=540×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-10-scalable-approach-quantum-communication-network.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&aieuf=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTAuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQwLjAuNzMzOS4yMDgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxNDAuMC43MzM5LjIwOCJdLFsiTm90PUE_QnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjE0MC4wLjczMzkuMjA4Il1dLDBd&abgtt=6&dt=1760355291679&bpp=1&bdt=124&idt=44&shv=r20251009&mjsv=m202510070101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df6049ed7e99f41d6%3AT%3D1758189974%3ART%3D1760354937%3AS%3DALNI_MaaPMCT0xh3cG3vjPdhDrCm-4bmsQ&gpic=UID%3D000011649d2287ad%3AT%3D1758189974%3ART%3D1760354937%3AS%3DALNI_MYn_5IniDsN9mR9RitcGLlhmM6RdA&eo_id_str=ID%3D7ecb922b825847ec%3AT%3D1758189974%3ART%3D1760354937%3AS%3DAA-Afjb6HIEPaknKAwak0Eq3BEfy&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=5770565827651&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=864&u_w=1536&u_ah=824&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2335&biw=1521&bih=738&scr_x=0&scr_y=0&eid=31095106%2C31095148%2C31095149%2C31095154%2C95373012&oid=2&pvsid=3483533580916211&tmod=1878193225&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C824%2C1536%2C738&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDFd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=475

^{” 171} Yb -də metastabil vəziyyətdən 1389-nm-də orta dərəcədə geniş bir keçid mövcuddur, biz bir atom və yüksək dəqiqliyə malik bir telekom-zolaqlı tək foton arasında zamanla kodlanmış dolaşıqlığı həyata keçirmək üçün istifadə etdik ” dedi Hu.

“Birölçülü atom massivimizi kommersiya lifləri massivində təsvir etməklə biz göstərdik ki, tək fotonların toplanması və sonrakı dolaşıq nəsil massiv boyunca paralelləşdirilə bilər.”Komandanın platformasına baxış. a, Yüksək ədədi diaperturalı obyektiv görüntü sistemi optik cımbızlardakı bir sıra atomları bir rejimli optik liflər massivinə xəritələşdirir. Komanda nominal olaraq ~4,7 μm məsafədə 20 cımbızdan ibarət massivdən istifadə edir, lakin lif massivinin MFD ilə optimal uyğunluğu üçün ~20 μm məsafəyə malik beş cımbızdan ibarət massivdən istifadə edilir. İçəridə ardıcıl on lifdən ibarət tipik V-yivli lif massivinin təsviri göstərilir. b, Tədqiqatçıların lif, detektor və BS massivlərindən istifadə edərək atom massivi prosessorları ilə paralelləşdirilmiş şəbəkə üçün baxışı. c, İtterbium-171 atomlarının (mavi impulslar) metastabil nüvə spinini 1,389 nm (qırmızı impulslar) dalğa uzunluğuna malik fərdi fotonlarla qarışdırmaq üçün zaman-bin kodlaşdırmasından istifadə edirlər. d, Fotonları 40 m lif vasitəsilə göndərdikdən sonra atom-foton Bell vəziyyətini xarakterizə etmək üçün TDI və SNSPD-lərdən istifadə edirlər. Kredit: Covey Lab.

Hu və onun həmkarları bir sıra sınaqlarda paralelləşdirilmiş kvant şəbəkəsi yanaşmasının məqsədəuyğunluğunu nümayiş etdirdilər və aşkar etdilər ki, bu, şəbəkədəki müxtəlif saytlar arasında vahid dərəcədə yüksək çaşqınlıq sədaqəti və əhəmiyyətsiz çarpazlıq verir. Daha sonra onlar həmçinin şəbəkə cəhdləri zamanı məlumat kubitlərinin uyğunluğunu qorumağa imkan verən bir alət olan “orta dövrə şəbəkə protokolu” hazırladılar.

“Biz əldə edilmiş zamanla kodlanmış atom-foton dolaşıqlığının sədaqətini məhdudlaşdıran həm fiziki, həm də texniki amilləri ətraflı öyrəndik və təkmilləşdirmələr üçün konkret həllər təqdim etdik” dedi Hu.

“Əsas odur ki, biz göstərdik ki, 99% sədaqət texniki təkmilləşdirmələrlə asanlıqla əldə edilə bilər. İkincisi, biz təsdiq etdik ki, liflər massivində dolaşma sədaqətinə mane ola biləcək əlavə səhv mənbələri təqdim edilmir.”

^{Tədqiqatçılar tərəfindən istifadə edilən 171} Yb atom massivinin əsas xüsusiyyəti onun lif massivinə həndəsi oxşarlığıdır. Hu və onun həmkarları hesab edirlər ki, onların şəbəkəsi ümumiləşdirilmiş paralelləşdirmə tapşırıqlarının (yəni, daha kiçik alt tapşırıqlara bölünə bilən və şəbəkədəki müxtəlif qubitlər və ya cihazlar tərəfindən eyni vaxtda tamamlana bilən tapşırıqlar) həlli üçün faydalı ola bilər.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .

Bu tədqiqatçılar tərəfindən hazırlanmış dizayn strategiyaları və orta dövrəli şəbəkə protokolu tezliklə digər tədqiqat qrupları tərəfindən paralelləşdirilmiş kvant şəbəkələrini həyata keçirmək üçün istifadə edilə bilər. Protokol daha böyük bir şəbəkə daxilində bir kvant prosessorunda hesablama və ya saxlama ahəngdarlığını davam etdirərkən, şəbəkə tapşırıqlarının planlaşdırılması üçün yüksək perspektivli olduğunu sübut etdi.

“Gələcək işimizin bir hissəsi kimi edə biləcəyimiz ən əhəmiyyətli təkmilləşdirmələrdən biri obyektiv lensdən tək foton toplanması üçün boşluqdan istifadəyə keçməkdir” dedi Hu. “Başqaları arasında, boşluq şəbəkə sürətini əhəmiyyətli dərəcədə artıran toplama səmərəliliyinə böyük təkmilləşdirmə əmrləri verir.”

Covey Laboratoriyasının tədqiqatçıları hazırda kvant şəbəkəsi daxilində yüksək sürətli və uzun məsafəli rabitəni həyata keçirməyə yönəlmiş yeni ikinci nəsil itterbium təcrübəsini layihələndirirlər. Bu təcrübədə komanda öz atom massivini 1389 nm keçid üçün örtülmüş makroskopik konfokal boşluğa yerləşdirməyi planlaşdırır.

“Son işimizin bir hissəsi kimi nümayiş etdirilən zamanla kodlanmış atom-foton dolaşıqlığı, nəticədə ya tək bir aparatdakı iki atom arasında, ya da iki fərqli aparatdakı iki atom arasında uzaqdan atom-atom dolaşımını həyata keçirmək üçün genişləndiriləcək” dedi Hu.

Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış , Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Eqan tərəfindən yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu hesabat sizin üçün əhəmiyyət kəsb edirsə, lütfən, ianə (xüsusilə aylıq) nəzərdən keçirin. Siz təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Daha çox məlumat: Lintao Li və digərləri, İtterbium-171 atom massivi ilə paralel telekommunikasiya kvant şəbəkəsi, Təbiət Fizikası (2025). DOI: 10.1038/s41567-025-03022-4 . arXiv- də : DOI: 10.48550/arxiv.2502.17406

Jurnal məlumatı: Nature Physics , arXiv  

© 2025 Science X Network