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

Témata článku: Budoucnost, Výzkum, Fyzika, Komunikace, Škodlivý účinek, Nový prvek, Velký úspěch, Kvantový systém, Základní koncept, Šum

4 komentářů

Nejnovější komentáře

  • dolph1888 31. 3. 2017 18:49:57
    Já chápu o co se snaží, ale zde jsou stále třeba obvody, podchlazené...
  • bfu-R 31. 3. 2017 11:44:01
    "Podle Rabla tak v brzké budoucnosti bude možné pomocí mikrovlnných kanálů...
Určitě si přečtěte

Co je realita a fikce? Brzy to nepoznáme. A.I. ze Stanfordu tvoří fotky z neexistujících měst

Co je realita a fikce? Brzy to nepoznáme. A.I. ze Stanfordu tvoří fotky z neexistujících měst

** Fotografii každý vnímá jako jednoznačný důkaz ** časem to ale přestane platit ** Strojové učení se totiž neustále zdokonaluje

16.  8.  2017 | Čížek Jakub | 11

DeLorean pracuje na létajícím automobilu

DeLorean pracuje na létajícím automobilu

16.  8.  2017 | Černý Jiří | 3

Měsíc měl magnetické pole přes 2 miliardy let

Měsíc měl magnetické pole přes 2 miliardy let

** Dnešní Měsíc má jenom velmi slabé magnetické pole, ale dříve tomu bylo jinak ** Magnetické pole Měsíce svého času bylo dokonce silnější, než je současné magnetické pole Země ** Někdy v době před 3 miliardami let však prakticky vyhaslo... nebo ne?

16.  8.  2017 | Mihulka Stanislav | 4

Astronomové našli nejbližší planetární systém: Tři až čtyři planety mají hmotnost jako Země

Astronomové našli nejbližší planetární systém: Tři až čtyři planety mají hmotnost jako Země

** Okolo blízkého červeného trpaslíka YZ Cet obíhají tři až čtyři planety ** YZ Cet je nejbližší hvězdou s více než jednou exoplanetou ** Všechny mají minimální hmotnost podobnou Zemi a obíhají velmi blízko od své hvězdy

15.  8.  2017 | Kubala Petr