Ingrid Fadelli , Phys.org

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriBeş düyünlü şəbəkə arxitekturasının sxemi. Beş düyünlü kvant relay quruluşu iki son istifadəçidən (Alis və Bob), mərkəzi tək foton mənbəyindən və iki ölçmə qovşağından ibarətdir. Tək fotonlar və koherent impulslar arasında müdaxilə təhlükəsiz kvant məlumat ötürülməsinə imkan verir. Kredit: Təbiət Fizikası DOI: 10.1038/s41567-025-03005-5

Kvant texnologiyaları məlumatları hesablaya bilən, ətraf mühiti hiss edə bilən və ya kvant mexaniki təsirlərdən istifadə edərək digər funksiyaları yerinə yetirə bilən sistemlərdir. Bu texnologiyaların uzun məsafələrdə birləşdirilməsi indiyədək çətin olub, çünki kvant məlumatı sistemlərin ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqəsi nəticəsində yaranan dekoherensdən sonra asanlıqla qarışdırıla və ya məhv edilə bilər.

Son bir neçə il ərzində kvant fizikləri və mühəndisləri kvant məlumatlarının müxtəlif cihazlar arasında hərəkət etməsinə imkan verən kvant şəbəkələrini , infrastrukturları etibarlı şəkildə qurmaq üçün effektiv üsullar hazırlamağa çalışırlar .

Bu şəbəkələrin reallaşdırılması üçün kvant releləri, dolaşıq vəziyyətləri ötürə və yenidən paylaya bilən, cihazların əlaqə saxlaya biləcəyi məsafələri genişləndirə bilən aralıq stansiyalar tələb olunur.

Çin Elm və Texnologiya Universitetinin tədqiqatçıları bu yaxınlarda əvvəlki tədqiqatlarda təqdim edilən digər relelərdən daha genişlənə bilən yeni aralıq rele arxitekturasını inkişaf etdirdilər. Nature Physics -də dərc olunan məqalədə təsvir edilən bu arxitektura onlara bir-birindən 300 km-ə qədər məsafədə olan cihazlar arasında təhlükəsiz kvant rabitəsini həyata keçirməyə imkan verdi.

“Bizim işimiz ölçmə cihazından müstəqil kvant açarlarının paylanmasında (MDI-QKD), xüsusən də xətti sürət-itki həddini pozmaq və kvant rabitəsində siqnalın səs-küy nisbətini əhəmiyyətli dərəcədə artırmaq potensialını nümayiş etdirən rejim cütləşdirmə sxemindəki son irəliləyişlərdən ilhamlandı” dedi.

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=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1758705306&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-09-relay-architecture-based-quantum-dot.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&aieuf=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQwLjAuNzMzOS4xMjgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxNDAuMC43MzM5LjEyOCJdLFsiTm90PUE_QnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjE0MC4wLjczMzkuMTI4Il1dLDBd&abgtt=6&dt=1758705306365&bpp=1&bdt=90&idt=41&shv=r20250922&mjsv=m202509180101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1758705302%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1758705302%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1758705302%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=4149788294445&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=1764&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31094743%2C31094806%2C95371810%2C95371815&oid=2&pvsid=2701688414581076&tmod=146650274&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=219

“Bu, bizim üçün əsas sual yaratdı: performansı daha da yaxşılaşdırmaq üçün əlavə kvant qovşaqlarını təqdim etməklə bu konsepsiyanı genişləndirə bilərikmi?”

Prinsipcə kvant təkrarlayıcılarının miqyasını genişləndirmək asan olsa da, indiyə qədər təklif olunan kvant rabitə sistemlərinin əksəriyyəti kvant yaddaşlarına, onların real dünyada yerləşdirilməsinə imkan verəcək nəticələrə hələ çatmamış məlumat saxlama cihazlarına əsaslanır. Tədqiqatlarının bir hissəsi olaraq, Ma və onun həmkarları kvant relesi kimi tək foton mənbəyinin istifadəsini nəzərdə tutan alternativ yanaşmanı araşdırdılar.

Yang Lu dedi: “Əsas məqsədimiz tək foton mənbələrindən istifadə edərək modul və genişlənə bilən kvant şəbəkəsi arxitekturasını dizayn etmək idi”.

“Bu yanaşma kvant yaddaşına güvənmədən uzun məsafəli kvant rabitəsinə imkan verir. Nəticə təkmilləşdirilmiş təhlükəsizlik, çeviklik və real dünyada yerləşdirmə potensialını nümayiş etdirən üç etibarsız aralıq qovşağı olan beş düyünlü şəbəkədir.”

Tədqiqatçılar tərəfindən nəzərdə tutulan arxitektura yalnız yüksək keyfiyyətli tək foton mənbəyi tərəfindən dəstəklənərsə, uzun məsafələrdə kvant rabitəsini təmin edərdi. Bu, mahiyyətcə, bir anda bir fotonu (yəni, işıq hissəciyini) etibarlı şəkildə buraxa bilən və şəbəkə üzrə məlumatın dəqiq ötürülməsini təmin edən cihazdır.

Kvant şəbəkəsinin arxitekturasını həyata keçirmək üçün Ma və həmkarları əvvəlki məqalələrindən birində təqdim etdikləri ən müasir tək foton mənbəyindən istifadə etdilər.Tək fotonlar və koherent impulslar arasında yüksək müdaxilə görünmə qabiliyyətinin (>85%) eksperimental nümayişi, etibarlı kvant relesinin işləməsi üçün kritik tələbdir. Kredit: Təbiət Fizikası [DOI: 10.1038/s41567-025-03005-5.

“Bizim memarlığımız beş qovşaqdan ibarətdir” dedi Ma. “Bunlara kvant məlumatını koherent işıq impulslarına kodlayan iki son istifadəçi (Alice və Bob), iki yola bölünən fotonları yayan mərkəzi tək foton mənbəyi və tək fotonların Alice və Bobun impulslarına müdaxilə etdiyi iki ölçmə qovşağı daxildir.

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 .

“Müdaxilə nəticələri tək fotonlu detektorlar tərəfindən aşkar edilir və bu, post-seçim vasitəsilə kvant məlumatının ötürülməsinə imkan verir.”

Bu tədqiqatçılar qrupu tərəfindən təqdim edilən yeni kvant rabitəsi arxitekturasının keçmişdə təqdim edilmiş digər həllər üzərində nəzərəçarpacaq üstünlükləri var. Birincisi, onlar tapdılar ki, onların arxitekturası siqnal- küy nisbətini artırır , çünki fotonlar şəbəkə boyu daha qısa məsafələr qət edir və bu da onun etibarlılığını artırır.

“Arxitekturamızın əlavə üstünlükləri onun modulluğu və miqyaslılığıdır, çünki o, şəbəkəni genişləndirmək üçün əlavə qovşaqların qüsursuz inteqrasiyasını təmin edir” dedi Teng-Yun Chen.

“Bundan başqa, aralıq relelərin təhlükəsiz olması lazım deyil, yerləşdirmə xərclərini və mürəkkəbliyini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır. İlkin sınaqlarda biz tək fotonlar və koherent vəziyyətlər arasında 85%-dən yuxarı müdaxilə görünmə qabiliyyətinə nail olduq və sistemin möhkəm performansını təmin etdik.”

Tək foton mənbəyi ilə Ma və həmkarları kvant rabitə sistemində tək fotonlar və koherent vəziyyətlər arasında yüksək keyfiyyətli müdaxilə nümayiş etdirdilər.

Qeyd edək ki, ilk dəfədir ki, belə bir müdaxilə kvant məlumatını ötürmək üçün uğurla istifadə olunur. Beləliklə, bu komandanın işi uzun məsafəli kvant rabitəsinin həyata keçirilməsi üçün yeni imkanlar aça bilər.

“Üç etibarsız aralıq rele ilə beş düyünlü kvant rele şəbəkəmizlə biz 300 km lif üzərində təhlükəsiz açar paylanmasına nail olduq” dedi Ma.

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=1645945215&adf=3984658916&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1758705306&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-09-relay-architecture-based-quantum-dot.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&aieuf=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQwLjAuNzMzOS4xMjgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxNDAuMC43MzM5LjEyOCJdLFsiTm90PUE_QnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjE0MC4wLjczMzkuMTI4Il1dLDBd&abgtt=6&dt=1758705306365&bpp=1&bdt=90&idt=62&shv=r20250922&mjsv=m202509180101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1758705302%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1758705302%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1758705302%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0%2C750x280&nras=1&correlator=4149788294445&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=4489&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31094743%2C31094806%2C95371810%2C95371815&oid=2&pvsid=2701688414581076&tmod=146650274&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=2&fsb=1&dtd=220

“Biz, həmçinin, möhkəm və genişlənə bilən performansı təmin etmək üçün vacib olan 304,52 MHz tezlikdə işləyən, yaxın birlikdə fərqlənməyən ən müasir kvant nöqtəli tək foton mənbəyini uğurla inteqrasiya etdik.”

Bu son tədqiqat tək qovşaqlı birləşmələri olan kvant şəbəkələri arasında çox qovşaqlı şəbəkələrə keçidə kömək edə bilər. Komandanın arxitekturasını həyata keçirmək üçün istifadə edilən qurğular həm də mövcud lif şəbəkələri ilə uyğun gəlir və beləliklə, real dünya parametrlərində yerləşdirmək daha asan ola bilər.

Gələcəkdə komanda tərəfindən hazırlanmış şəbəkə arxitekturası daha da təkmilləşdirilə və daha uzun məsafələrdə təhlükəsiz kvant rabitəsini nümayiş etdirmək üçün istifadə oluna bilər. Hazırda tədqiqatçılar müdaxilənin görünməsini daha da yaxşılaşdırmaq və səhv nisbətlərini azaltmaqla öz arxitekturasından istifadə edərək əldə edilə bilən rabitə məsafələrini 1000 km-dən çox uzatmağa çalışırlar.

“Növbəti tədqiqatlarımızın bir hissəsi olaraq, əlavə tək foton mənbələri və ölçmə qovşaqlarını birləşdirərək çox qatlı ulduz konfiqurasiyaları kimi daha böyük və mürəkkəb şəbəkə topologiyalarını həyata keçirməyi planlaşdırırıq” dedi Çen.

“Biz həmçinin qabaqcıl stabilləşdirmə və sinxronizasiya sxemlərinin inkişafı vasitəsilə spektral üst-üstə düşmə, müvəqqəti sinxronizasiya və faza səs-küyünün kompensasiyası da daxil olmaqla kritik texniki problemləri həll edəcəyik. Bu təkmilləşdirmələr saatdan qaynaqlanan səhvləri azaldacaq və uzun məsafəli kvant rabitəsinin möhkəmliyini artıracaq .”

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: Mi Zou və digərləri, Kvant nöqtəli tək foton mənbəyindən istifadə edərək etibarsız aralıq relay arxitekturasının həyata keçirilməsi, Təbiət Fizikası (2025). DOI: 10.1038/s41567-025-03005-5 .

Jurnal məlumatı: Təbiət Fizikası 

© 2025 Science X Network