Informasi

Terobosan Baru dalam Komunikasi Kuantum Menunjukkan Janji

Terobosan Baru dalam Komunikasi Kuantum Menunjukkan Janji

DepositPhotos

Para peneliti telah menciptakan chip optik yang tampaknya memecahkan salah satu tantangan terbesar dalam mengembangkan sistem komunikasi kuantum optik, yang berpotensi menyediakan cara yang andal dan hemat biaya untuk mengembangkan komunikasi kuantum.

Masalah Dengan Komunikasi Kuantum Optik

Banyak sistem komunikasi canggih yang sedang dikembangkan saat ini menggunakan mekanika kuantum untuk memproses, menyimpan, dan mengirimkan informasi. memanfaatkan prinsip keterjeratan, di mana dua partikel menjadi sangat erat terhubung sehingga mereka bertindak sebagai satu sistem, tidak peduli seberapa besar jarak antara kedua partikel tersebut.

LIHAT JUGA: STUDI MENGKONFIRMASI KOMUNIKASI KUANTUM GLOBAL ADALAH KEMUNGKINAN

Masalah untuk sistem kuantum optik yang mengandalkan foton adalah bahwa komponen yang memproses dan menyimpan informasi memerlukan foton cahaya tampak, tetapi kabel serat optik yang mengirimkan informasi membutuhkan cahaya inframerah dekat — yang panjang gelombangnya hampir 10 kali lebih besar.

Para ilmuwan di Institut Nasional untuk Standar dan Teknologi (NIST) tampaknya telah menemukan solusi cerdik untuk masalah ini dengan menggunakan fenomena fisik terkenal yang dikenal sebagai "galeri berbisik" sebagai inspirasi.

Membuat Bisikan Optik

Dalam lingkungan akustik di mana dinding membentuk permukaan yang melengkung sempurna di setiap sisi, gelombang suara dapat bergerak tanpa hambatan, sehingga orang yang berdiri di satu posisi di sepanjang dinding dapat mendengar suara paling redup yang datang dari bagian lain dinding.

Dikenal sebagai galeri berbisik, bangunan ini bertanggung jawab atas beberapa situs arsitektur paling terkenal di dunia.

Peneliti NIST, Xiyuan Lu, Kartik Srinivasan, dan tim di University of Maryland NanoCenter di College Park — yang mendeskripsikan pekerjaan mereka di jurnal Fisika Alam—Telah menghasilkan pasangan foton terjerat cahaya tampak dan foton inframerah dekat menggunakan komponen optik berbasis chip yang mudah diproduksi secara massal.

Mereka mencapai ini dengan menciptakan "galeri berbisik" optik yang dirancang khusus di mana laser pompa akan masuk ke resonator berbentuk cincin dan saat berputar melalui cincin, sepasang foton terjerat muncul: foton cahaya tampak dan foton inframerah dekat .

"Kami ingin menghubungkan foton cahaya tampak, yang baik untuk menyimpan informasi dalam sistem atom, dan foton telekomunikasi, yang berada dalam inframerah-dekat dan pandai bergerak melalui serat optik dengan kehilangan sinyal rendah," kata Srinivasan. mereka yang berharap untuk merekayasa sistem komunikasi kuantum optik sebagai partikel terjerat yang ideal untuk dikerjakan. Lebih penting lagi, mereka mampu melakukannya dengan cara yang dapat diskalakan.

“Kami menemukan cara merekayasa galeri resonator berbisik ini untuk menghasilkan pasangan yang kami inginkan dalam jumlah besar, dengan sedikit kebisingan latar belakang dan cahaya asing lainnya,” kata Lu.

Janji Masa Depan Untuk Memori yang Terikat

Aspek paling menjanjikan dari teknik ini adalah potensi yang dikenal sebagai pertukaran belitan. Di sinilah dua pasang partikel terjerat dihubungkan ke dua unit memori kuantum, belitan pasangan diteruskan ke memori, menghubungkan mereka bersama-sama dalam jarak yang sangat jauh, sesuatu yang tidak terpikirkan sebelumnya.

"Kontribusi kami adalah mencari cara untuk membuat sumber cahaya kuantum dengan properti yang tepat yang dapat memungkinkan keterjeratan jarak jauh seperti itu," kata Srinivasan.


Tonton videonya: IBM Q universal quantum computer (Oktober 2021).