Исследователи сделали значительный шаг в разработке более продуктивных квантовых коммуникационных систем. В их работе использовались нелинейные оптические процессы, что позволило значительно улучшить качество передачи данных. Группа американских ученых создала технологию на базе фосфида индия-галлия, эффективность которой в 10 тысяч раз превзошла предыдущие достижения в этой сфере.
Для передачи квантовой информации используют квантовую телепортацию, основанную на квантовой запутанности. При этом два квантовых объекта могут воздействовать друг на друга даже без физического контакта. Главное преимущество данного метода — значительное уменьшение влияния внешних шумов и дефектов в каналах связи.
Однако традиционные методы квантовой телепортации имеют свои ограничения. Применение стандартных линейных оптических компонентов вносит неопределенность в процесс передачи. Также существует проблема с созданием запутанных фотонов, что часто приводит к ошибкам, поскольку источники могут одновременно производить несколько пар фотонов, усложняя контроль.
Нелинейная оптика предлагает решение эти проблемы. Данная технология позволяет комбинировать фотоны с различными частотами и генерировать новые фотоны с другими частотами. Процесс генерации суммарной частоты, при котором частоты двух фотонов объединяются в новый, имеет особое значение для квантовой телепортации, однако его эффективность была низкой.
Тем не менее, специалистам удалось увеличить эффективность преобразования в 10 тысяч раз — с одной успешной попытки из 100 миллионов до одной из 10 тысяч. Руководитель проекта, профессор Университета Иллинойса Кэджи Фанг, отметил, что новая нелинейная система достигает 94% точности передачи квантовой информации, в то время как теоретический предел для линейных систем составляет всего 33%.
Ученые подчеркивают, что использование нанофотонной платформы значительно улучшило показатели, что подчеркивает потенциал этой технологии. Несмотря на достигнутый успех, исследования продолжаются, направленные на дальнейшее развитие нелинейных оптических систем для квантовой коммуникации, как сообщает EurekAlert.
Как сообщалось ранее — Ученые США нашли скопление душ в космосе: как жить дальше