Мы на шаг ближе к квантовому интернету благодаря лазерному прорыву HiFi

Квантовое преобразование частоты, имеющее решающее значение для глобального квантового Интернета, продвигается в рамках проекта HiFi, который устраняет несоответствие длин волн и стабилизирует квантовую связь.

Мы на шаг ближе к квантовому интернету благодаря лазерному прорыву HiFi

По всему миру продолжается распространение оптических волокон, что не только повышает пропускную способность обычных интернет-соединений, но и приближает реализацию глобальной квантовой сети. Это открывает новые возможности для раскрытия потенциала различных технологий, таких как более мощные квантовые вычисления, более безопасная связь и более точные измерения времени.

Однако различия между стандартными длинами волн оптоволоконного стекла и системными длинами волн квантовых битов представляют собой проблему из-за их спектральных характеристик. Исследователи стремятся преодолеть это, используя квантовое преобразование частоты, чтобы сделать возможной передачу квантовых состояний на большие расстояния с минимальными потерями.

В рамках проекта "HiFi — Высокоинтегрированный квантовый преобразователь частоты высокого качества на основе инновационных лазерных, оптоволоконных и производственных технологий", финансируемого Федеральным министерством образования и исследований Германии (BMBF), исследователи работают над разработкой технологий для создания квантовых преобразователей частоты (QFK) с высокой эффективностью и низким уровнем шума. Институт прикладной физики твердого тела Фраунгофера (IAF) разработал дисковые лазеры (или лазеры с поверхностным излучением с вертикальным внешним резонатором, VECSEL) на основе антимонида галлия (GaSb), обеспечивая стабильность и точность необходимые для таких приложений.

Доктор Марсель Раттунде, координатор подпроекта HiFi и руководитель отдела оптоэлектроники Fraunhofer IAF, объясняет:

Dовые VECSEL, созданные в рамках проекта HiFi, обеспечивают узкополосные источники накачки, которые охватывают диапазон длин волн от 1,9 до 2,5 мкм, с выходной мощностью до 2,4 Вт и стабильностью длины волны менее 2 Фм. Это международный рекорд для этого типа лазеров.

Этот результат стал возможен благодаря сотрудничеству с партнером проекта MENLO Systems GmbH. Мы смогли синхронизировать дисковый лазер с частотной гребенкой, что обеспечило стабильность и точность необходимые для процессов квантового преобразования частоты.

В ходе экспериментов исследователи настроили длину волны лазера точно на нужную длину для тестов на оптоволоконной линии Саарского университета (2062,40 нм). Помимо увеличения мощности, основные задачи Fraunhofer IAF включают понимание и управление режимами работы лазеров, а также идентификацию и устранение источников шума.

При квантовом преобразовании частоты энергия фотонов накачки переносится на сигнальные фотоны через процесс разностной частоты в нелинейном оптическом кристалле. Для минимизации шума энергия фотонов накачки должна быть ниже целевой длины волны (обычно 1550 нм), чтобы избежать генерации нежелательных фотонов в выходном сигнале.

Сочетание VECSEL от Fraunhofer IAF с частотной гребенкой MENLO отвечает высоким требованиям квантового преобразования частоты благодаря их узкой полосе пропускания и стабильности длины волны, что предотвращает изменения в длине волны накачки и обеспечивает стабильность длины волны кубитов, необходимую для квантовой обработки информации.

Читайте также

«Вечные» датчики хотят питать от ядерных алмазных батарей — менять их годами не придется

«Вечные» датчики хотят питать от ядерных алмазных батарей — менять их годами не придется

«Рыба судного дня» подсказала ученым конструкцию бесшумного подводного робота

«Рыба судного дня» подсказала ученым конструкцию бесшумного подводного робота

Домашнего робота Flourish 1 можно обучить уборке за полчаса — он стоит около 290 тысяч рублей

Домашнего робота Flourish 1 можно обучить уборке за полчаса — он стоит около 290 тысяч рублей

Ученые создали софт для расчета давления одежды на цифровом аватаре

Ученые создали софт для расчета давления одежды на цифровом аватаре

Ученые СурГУ превратили нефтяные отходы в углерод 97%-й чистоты

Ученые СурГУ превратили нефтяные отходы в углерод 97%-й чистоты

Робот ALBATROSS падает с высоты 150 метров, превращается в парусник и плывет дальше

Робот ALBATROSS падает с высоты 150 метров, превращается в парусник и плывет дальше

Ученые создали обои, которые вырабатывают электричество из влажности воздуха

Ученые создали обои, которые вырабатывают электричество из влажности воздуха

Китай отправил в море нового робота — он способен работать на глубине 4500 метров

Китай отправил в море нового робота — он способен работать на глубине 4500 метров

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

90 млн лет назад на Южном полюсе бушевали лесные пожары

90 млн лет назад на Южном полюсе бушевали лесные пожары

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Электромобили с самым большим запасом хода в 2026 году: от Lucid Air до Mercedes-Benz EQS

Электромобили с самым большим запасом хода в 2026 году: от Lucid Air до Mercedes-Benz EQS

Perseverance отправился на «Дикий Запад» Марса — там находятся одни из древнейших пород планеты

Perseverance отправился на «Дикий Запад» Марса — там находятся одни из древнейших пород планеты

Huawei представила Mate 90 RS Ultimate Design с 2 ТБ памяти и ценой около 220 тысяч рублей

Huawei представила Mate 90 RS Ultimate Design с 2 ТБ памяти и ценой около 220 тысяч рублей

На орбите Луны испытают будущий дата-центр для искусственного интеллекта

На орбите Луны испытают будущий дата-центр для искусственного интеллекта

Сверхчувствительный сенсор сделает раннюю диагностику болезней Паркинсона и Альцгеймера

Сверхчувствительный сенсор сделает раннюю диагностику болезней Паркинсона и Альцгеймера