Os pesquisadores são reconhecidos há muito tempo que o sistema de comunicação quântica enviará informações quânticas mais leais e enfraquecidas para alguns tipos de erro se forem utilizados processos ópticos não lineares. No entanto, os esforços anteriores para incluir esses processos nacionais não poderiam funcionar com o nível extremamente baixo de luz necessário para a comunicação quântica.
Agora, uma equipe da Universidade de Champagne de Urbana na Universidade de Illinois melhorou a tecnologia com base no processo não-liner em uma plataforma nanofotônica de índio-gálio-fosfáade. O resultado é suficientemente qualificado que os sistemas anteriores, o que significa que requer muito menos luz e os menores fótons únicos de luz gerenciam todo o caminho. Pela primeira vez, há um caminho a seguir para criar um sistema de comunicação quântica com óptica não liner.
“Nosso sistema não liner usa componentes ópticos lineares para enviar informações quânticas com 94% do limite teórico de 33% no sistema”, diz KG Fang, professor de engenharia elétrica e de computadores e líder de projeto de Illinois. “É o único a mostrar comunicação quântica com óptica não liner. O principal problema da solução é a habilidade. Usando uma plataforma nanofotônica, vimos aprimoramento de habilidades suficientes para mostrar a esperança da tecnologia”.
Este estudo foi publicado recentemente na revista A letra de revisão físicaO
O protocolo de teletransporte quântico é facilitado a transmissão de dados quânticos em redes. Nele, o evento da associação quântica – onde dois objetos quânticos, geralmente fótons únicos, se afetam, mesmo quando eles não têm conexão física aparente – são absorvidos para transferir os dados quânticos entre o remetente e um receptor sem enviá -lo através de nenhum canal de comunicação. A vantagem dessa abordagem é que os efeitos de palavras externas e imperfeições do canal são bastante reduzidas.
Existem duas razões que limitam a eficácia do teletransporte quântico. Primeiro, o uso de ingredientes ópticos lineares padrão introduz a ambiguidade inerente na infecção. Segundo, os fótons usados são feitos com um processo incompleto sujeito a defeitos e palavras adicionais. Especificamente, é comum produzir mais de um único par de fótons ao mesmo tempo, fica claro que os dois usados no teletransporte são claros.
“A palavra multifotão ocorre em todas as fontes embutidas realistas e é um problema sério para redes quânticas”, disse Elizabeth Goldshmit, professora de física e co-autores da pesquisa. “O pedido de óptica não liner é que ele pode aliviar o efeito do Multifoton na qualidade da física subjacente, o que torna possível trabalhar com fontes associadas incompletas”.
Os elementos ópticos não liners podem combinar fótons de frequência diferente em nova frequência e criar novos fótons. Para teletransporte quântico, o processo não liner utilizado é a “soma da geração de frequência” (SFG), onde a frequência de dois fótons cria um novo fóton. No entanto, os dois fótons originais devem ter uma frequência inicial específica para tornar o processo o processo.
Quando o SFG é usado no teletransporte quântico, o protocolo não prossegue quando dois fótons da mesma frequência são detectados. Ele filtra o principal tipo de palavra em fontes de fótons principalmente fechadas e permite mais lealdade de teletransporte do que possível. O principal erro é que a conversão de um SFG ocorre com muito poucas possibilidades, tornando o processo de teletransporte extremamente ineficiente.
“Os pesquisadores sabem há muito tempo sobre isso, mas porque não é totalmente explorado devido às baixas possibilidades de SFG bem -sucedido”, disse Fang. “No passado, o melhor que foi alcançado era de 1 em 100 milhões.
Os pesquisadores esperam que, com mais desenvolvimento, o teletransporte quântico possa ser ainda mais eficaz com ingredientes ópticos não liners. Eles acreditam que estará envolvido em outros protocolos de comunicação quântica, incluindo o cruzamento.
