Vedcom z Nemecka sa podarilo kvantovo previazať dva atómy, ktoré boli navzájom vzdialené celých 33 kilometrov. Tento výskum, publikovaný v žurnále Nature, predstavuje obrovský pokrok na ceste ku kvantovému internetu. Na tému upozornil portál NewAtlas.

„Strašidelná akcia na diaľku“

Kvantové previazanie je jav, pri ktorom sú dva fotóny, respektíve dve kvantové častice, vzájomne prepojené a zdieľajú svoje fyzické stavy nezávisle od toho, ako ďaleko sa od seba nachádzajú. Vedci pritom obraz kvantového previazania zachytili po prvýkrát iba pred pár rokmi.

user6614106/freepik

Kvantové previazanie častíc, ktoré predpovedal už Einstein a označil ho slávnym výrokom „strašidelná akcia na diaľku“, našlo svoje uplatnenie pri rôznych experimentoch a to najmä v oblasti informatiky a komunikácií.

Experiment krok od reálneho využitia

Najnovšie sa však tímu vedcov z univerzity Ludwig Maximilian University of Munich (LMU) podarilo kvantovo previazať dva atómy až na vzdialenosť 33 km, a to prostredníctvom klasickej optickej siete, čo predstavuje nový svetový rekord v tejto oblasti.

V rámci svoju výskumu odborníci previazali dva atómy rubídia, ktoré boli uväznené v dvoch optických pasciach nachádzajúcich sa v rozličných budovách LMU. Pre úplnosť, budovy sú navzájom prepojené optickým káblom dlhým len 700 metrov, vedcom sa však podarilo pridať ďalšie vodiče a dosiahnuť tak dĺžku 33 km.

Atómy využité v experimente boli excitované laserovými impulzmi. Tie, ako objasňujú vedci, po chvíli spadnú späť do svojho základného stavu, pričom každý z nich emituje fotón, ktorý je kvantovo previazaný s daným atómom.

Následne sa tieto dva fotóny vyslali po optickej sieti, kde sa stretli priamo v strede, na prijímacej stanici. V stanici potom prebehlo meranie, ktoré tieto dva fotóny navzájom previazalo. Vzhľadom na to, že každý z fotónov bol previazaný už so svojim vlastným atómom, previazali sa aj tieto atómy navzájom.

„Experiment predstavuje dôležitý krok na ceste ku kvantovému internetu postavenému na existujúcej optickej infraštruktúre„ uvádza Harald Weinfurter.

Pixabay

„Význam nášho experimentu je v tom, že sme dokázali previazať dve stacionárne častice – to znamená atómy, ktoré fungujú ako kvantové pamäte,“  uvádza hlavný autor štúdie Tim van Leent.

Väčšina kvantových pamätí totiž vyžaruje svetlo s vlnovými dĺžkami vo viditeľnom, prípadne blízkom infračervenom spektre, takže fotóny sa dostanú na vzdialenosť iba niekoľko kilometrov.

V tomto prípade sa však pomocou dvoch kvantových frekvenčných meničov podarilo zvýšiť vlnovú dĺžku fotónov z pôvodných 780 nanometrov na 1 517 nanometrov. Bežne využívaná vlnová dĺžka je 1 550 nanometrov, takže v tomto prípade sa skutočne jedná o veľký krok smerom k využiteľnému kvantovému internetu.