Kvantová komunikace: Jak přelstít šum?

Kvantová komunikace: Jak přelstít šum?

Jak spolehlivě přenášet kvantovou informaci, když jsou spojovací kanály ovlivněny škodlivým šumem? Odpověď na tuto otázku mj. hledali i vědci z University of Innsbruck a TU Wien. A nedávno oslavili velký úspěch. Nezávisle na sobě totiž vytvořili nový kvantový komunikační protokol, který zmíněný problém řeší.

Oba výzkumné týmy pracují se stejným základním konceptem. Aby byl protokol imunní vůči šumu, přidali na oba konce kvantového kanálu nový prvek – takzvaný kvantový oscilátor.

Supravodivé qubity jsou velice slibné prvky pro budoucí kvantové technologie. Jde o malé obvody, které mohou zaujmout dva různé stavy najednou. Na rozdíl od běžných světelných spínačů, které mohou být buď zapnuté nebo vypnuté, zákony kvantové fyziky umožňují qubitům zaujímat takzvanou kvantovou superpozici (libovolná kombinace obou zmíněných stavů).

Převést tyto kvantové stavy z jednoho supravodivého qubitu do druhého vyžaduje mikrovlnné fotony, které jsou již používány pro klasický přenos signálu. Spolehlivé přenášení kvantové informace skrze mikrovlnný režim však až dosud bylo pokládáno za nemožné, protože konstantní tepelný šum zcela překrývá slabší kvantový signál.

„Našim cílem je přidat další kvantový systém – mikrovlnný oscilátor – na oba konce protokolu jako prostředníka ke spojování qubitů namísto jejich spojování přímo na mikrovlnném kanálu nebo vlnovodu,“ konstatoval Petr Rabl z TU Wien.

„Nemůžeme zabránit vzniku tepelnému šumu, který se v kvantovém kanálu vyvíjí. Důležité je, že tento šum ovlivňuje oscilátory na obou koncích stejným způsobem. Proto jsme prostřednictvím přesného spojování schopni oddělit jeho škodlivý účinek od slabšího kvantového signálu,“ vysvětlil Benoit Vermersch z University of Innsbruck.

Z dosud provedených výpočtů plyne, že s tímto protokolem lze spojovat qubity na vzdálenost několika stovek metrů. Podle Rabla tak v brzké budoucnosti bude možné pomocí mikrovlnných kanálů komunikovat mezi jednotlivými budovami i celými městy.

Zdroj: TU Wien

Diskuze (4) Další článek: Američané se bouří. Kongres dal zelenou operátorům, kteří je mohou špehovat a prodávat jejich soukromí

Témata článku: Výzkum, Budoucnost, Fyzika, Komunikace, Signál, Nový prvek, Kvantový systém, Kvantový stav, Kvantová fyzika, Klasický přenos, Malý obvod, Qubit, Brzká budoucnost, Spojování, Výzkumný tým, Škodlivý účinek, Celé město, Kvantová informace, Provedený výpočet, Šum, Kvantová komunikace, Protokol, Kanál, Jak, Kvantový akcelerátor



Na povrchu Měsíce je tolik kyslíku, že by stačil pro lidstvo na 100 tisíc let

Na povrchu Měsíce je tolik kyslíku, že by stačil pro lidstvo na 100 tisíc let

** Lidstvo se připravuje na kolonizaci Měsíce ** Jednou ze základních surovin, bez nichž se na naší přirozené družici neobejdeme, je nepochybně kyslík ** Kde ho vzít?

Stanislav Mihulka
KolonizaceMěsícO2
Lék proti depresi za stokorunu snižuje riziko těžkého průběhu i úmrtí na onemocnění covid-19

Lék proti depresi za stokorunu snižuje riziko těžkého průběhu i úmrtí na onemocnění covid-19

** Klinická studie zkoumala vliv antidepresiva fluvoxamin na covid-19 ** Počet úmrtí souvisejících s covidem-19 klesl zhruba o 90 % ** Potřeba intenzivní lékařské péče se snížila zhruba o 65 %

Karel Kilián
COVID-19LékyDepreseMedicína
Jeden z nejpodivnějších objektů ve Sluneční soustavě odpálil další explozi

Jeden z nejpodivnějších objektů ve Sluneční soustavě odpálil další explozi

** Kometa 29P/Schwassmann–Wachmann je pozoruhodná tím, že víceméně pravidelně vybuchuje ** A letos se vyloženě předvádí ** V srpnu odpálila pořádnou erupci, v září doslova supererupci a 24. října následovala další velice silná exploze

Stanislav Mihulka
AstronomieKomety
Apple si patentoval šílený iPhone. Je celý ze skla a má vysouvací komponenty

Apple si patentoval šílený iPhone. Je celý ze skla a má vysouvací komponenty

** Apple pustil fantazii na špacír a vymyslel celoskleněný mobil ** Na vizualizacích vypadá zajímavě, v praxi by byl asi hodně nepraktický ** Jde jen o další z konceptů, blízkou výrobu nečekejte

Martin Miksa
PrototypPatentiPhone
Výrobce toustovačů zkusil mobil a vyšel z toho sympatický pětipalcový kompakt
Jan Láska
Kompaktní velikostStřední třídaKuriozita
Recenze prohnutého monitoru AOC CU34G3S. Ve dne práce, večer hry

Recenze prohnutého monitoru AOC CU34G3S. Ve dne práce, večer hry

Extrémně prohnutý, širokoúhlý monitor skvěle poslouží pro práci, aby vás večer vtáhnul do děje vašich oblíbených her. Extrémně nároční hráči se ale musejí poohlédnout jinde.

Tomáš Holčík
MonitoryTesty