Με τη βοήθεια του πρώτου παγκόσμιου κβαντικού δορυφόρου, ερευνητές έθεσαν ρεκόρ κβαντικού εναγκαλισμού

Ερευνητές έχουν επιδείξει επιτυχώς τη δορυφορική κατανομή εναγκαλισμένων ζευγών φωτονίων σε δύο τοποθεσίες χωρισμένες σε απόσταση 1.203 χιλιομέτρων στη Γη, μέσω δύο κατερχόμενων συνδέσεων δορυφόρου προς το έδαφος, με ένα άθροισμα μήκους από 1.600 μέχρι 2.400 χιλιόμετρα.

Η κατανομή του κβαντικού εναγκαλισμού, ειδικά σε τεράστιες αποστάσεις, έχει σημαντικές επιπτώσεις για τα κβαντικά τηλεμεταφερόμενα δίκτυα και τα δίκτυα επικοινωνίας.

Ωστόσο, οι προσπάθειες για τον εναγκαλισμό των κβαντικών σωματιδίων, ουσιαστικά “συνδέοντας τα” σε μεγάλες αποστάσεις, περιορίστηκαν σε περίπου 100 χιλιόμετρα ή λιγότερα, κυρίως επειδή ο εναγκαλισμός χάνεται με την μετάδοση κατά μήκος οπτικών ινών ή μέσω ανοικτού χώρου στη στεριά.

Ένας τρόπος για να ξεπεραστεί αυτό το ζήτημα είναι ο κατακερματισμός της γραμμής μετάδοσης σε μικρότερα τμήματα και επανειλημμένα να ανταλλάσσονται, να “καθαρίζονται” και αποθηκεύονται οι κβαντικές πληροφορίες κατά μήκος της οπτικής ίνας.

Μια άλλη προσέγγιση για την επίτευξη κβαντικών δικτύων παγκόσμιας κλίμακας είναι η χρήση λέιζερ και δορυφορικών τεχνολογιών.

Χρησιμοποιώντας τον κινεζικό κβαντικό διαστημικό δορυφόρο Micius, ο οποίος εκτοξεύτηκε πέρσι και είναι εφοδιασμένος με ένα εξειδικευμένο κβαντικό οπτικό ωφέλιμο φορτίο, οι ερευνητές επέδειξαν την δορυφορική κατανομή εναγκαλισμένων ζευγών φωτονίων.

Ο Micius χρησιμοποιήθηκε για να επικοινωνήσει με τρεις σταθμούς εδάφους σε όλη την Κίνα, οι οποίοι απέχουν ο ένας από τον άλλο 1.200 χιλιόμετρα. Ο διαχωρισμός μεταξύ του δορυφόρου και αυτών των σταθμών εδάφους κυμαινόταν από 500 μέχρι 2.000 χιλιόμετρα.

Μια ακτίνα λέιζερ στον Micius υποβλήθηκε σε έναν διαχωριστή δέσμης, ο οποίος έδωσε στη δέσμη δύο διαφορετικές πολωμένες καταστάσεις. Μια από τις δέσμες χρησιμοποιήθηκε για τη μετάδοση εναγκαλισμένων φωτονίων, ενώ η άλλη χρησιμοποιήθηκε για λήψη φωτονίων. Με αυτό τον τρόπο εναγκαλισμένα φωτόνια λήφθηκαν στους χωριστούς επίγειους σταθμούς.

“Με την ανάπτυξη μιας δορυφορικής πηγής εναγκαλισμένων δυο φωτονίων και υψηλής ακρίβειας τεχνολογίας πρόσκτησης, εντοπισμού και παρακολούθησης, δημιουργήσαμε εναγκαλισμό μεταξύ δύο μεμονωμένων φωτονίων διαχωρισμένων σε απόσταση 1.200 χιλιομέτρων το ένα από το άλλο, με μέσο ρυθμό μετρήσεων δύο φωτονίων στα 1,1 Hz και πιστότητα κατάστασης 0.869”, αναφέρουν οι ερευνητές στη μελέτη τους η οποία δημοσιεύθηκε στην επιστημονική επιθεώρηση Science.

Παραπομπές

Juan Yin et al. Satellite-based entanglement distribution over 1,200 kilometers. Science (2017). DOI: 10.1126/science.aan3211

ΑΝΔΡΕΑΣ ΓΡΗΓΟΡΙΟΥ

Παιδί της επιστήμης και της τεχνολογίας, παρέα με ένα γάτο κοιτάζει το σύμπαν και θέτει ερωτήσεις

You may also like...

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *