Mokslas yra supaprastintas. Kas yra kvantiniai tinklai?

Nuo

Vyriausybė, nacionalinės laboratorijos, universitetai ir pramonės suinteresuotosios šalys susibūrė į „DOE Quantum Internet Project“ seminarą, kuriame nustatė mokslinių tyrimų tikslus ir uždavinius, kad paspartintų mūsų šalies kvantinio interneto plėtrą. Paskola. Viršelio leidimas iš Energetikos departamento mokslo biuro

Šiandieninis internetas mus sieja globaliai. Jis siunčia informacijos paketus, kurie perduoda mūsų ryšį klasikiniais signalais. Jie siunčiami šviesos pliūpsniais per optines skaidulas, kad būtų galima sukurti belaidžius ryšius su elektrine varine viela arba mikrobangų krosnelėmis. Tai labai greita ir patikima. Tad kodėl reikia kurti kvantinį internetą, kuris vietoj informacijos naudotų vienus fotonus, kuo mažesnį šviesos kvantą?

Nes yra naujų mokslinių sričių, kurias reikia tirti. Kvantinė fizika valdo labai mažą sritį. Tai leidžia mums suprasti և naudą mūsų naudai – unikalius kvantinius reiškinius, kuriems nėra klasikinės analogijos. Kvantinės fizikos principus galime panaudoti kurdami tikslesnius matavimus turinčius jutiklius, sudėtingesnius fizinius procesus modeliuojančius kompiuterius, ryšių tinklus, kurie saugiai sujungia šiuos įrenginius, ir naujas mokslo atradimų galimybes.

Kvantiniai tinklai naudoja koduojant informaciją fotonų kvantines savybes. Pavyzdžiui, fotonai, įkrauti viena kryptimi (pavyzdžiui, ta kryptimi, kuri leis jiems praeiti pro įkrautus stiklus), yra susiję su verte. Vienas iš jų yra tai, kad priešinga kryptimi įkrauti fotonai (kad jie nepraleistų pro saulės akinius) yra susieti su nuline verte. Tyrėjai kuria kvantinio ryšio protokolus, kad įformintų šias asociacijas, leidžiančias fotonų kvantinei būsenai perduoti informaciją iš siuntėjo į imtuvą per kvantinį tinklą.

Kvantiniai tinklai naudoja unikalius kvantinius reiškinius, tokius kaip pirmenybė, neklonavimas ir supynimas, kurie nėra prieinami klasikiniams tinklams. Prieš matuojant fotoną, jis egzistuoja pirmenybėje visoms galimoms kvantinėms būsenoms, kurių kiekviena turi atitinkamą tikimybę. Šiose situacijose matavimas pasirenka vieną. Tiesą sakant, neįmanoma išmatuoti fotono kvantinės būsenos, nesukeliant eksperimento, kuris išduoda eksperimentą. Jis negali nukopijuoti savavališkos, nežinomos kvantinės būsenos. Klonuoti negalima. Tinkamai suprojektuotas ir valdomas kvantinis tinklas kyla iš tokio elgesio, kad būtų užtikrinta gamtos sauga.

Bet jei fotono negalima nukopijuoti, kaip pagerinti ryšį, kad pasiektumėte tolimus imtuvus? Čia atsiranda kvantinio susipainiojimo vaizdas. Kiekvieno įsipainiojusio fotono kvantinė būsena koreliuoja su susipynusių partnerių būsena, neatsižvelgiant į jų atstumą. Sukuriami kvantinių grotelių kartotuvai, kurie, naudodamiesi susipynimu, plečia kvantinių tinklų diapazoną.

Ar besikuriantis kvantinis internetas paseks šiandieninį klasikinį internetą? Apskritai. Kvantinių tinklų stipriosios pusės papildo klasikinių tinklų stipriąsias puses. Ilgalaikėje perspektyvoje mes gausime daugiausia naudos, įtraukdami į internetą tiek klasikinius, tiek kvantinius tinklus su savarankiškomis galimybėmis.

DOE mokslo biuras. Investavimas į kvantinius tinklus

DOE mokslo biuras teikia mokslinius atradimus, pagrindines mokslo priemones, kurios pakeis mūsų supratimą apie gamtą ir paskatins JAV energetinį, ekonominį ir nacionalinį saugumą. „DOE Quantum Internet Blueprint Workshop“ dalyviai pirmenybę teikė greitai kvantinių interneto replikatorių statybai, įskaitant greitą kompleksinio kvantinio tinklo atkartojimą. Kiti mokslinių tyrimų prioritetai siekia integruoti šias sudedamąsias dalis, kad būtų sukurtas patikimas kelių profilių tinklas, kuris stebi skrydžio uolekčių maršrutą ir ištaiso klaidas.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Nuodingos kempinės apsaugo nuodingus paukščius ir varles nuo savo toksinų

Auksinė nuodų varlė, Phyllobates terribilis. Kreditas: Chris Wellner, Smithsonian nacionalinis zoologijos sodas Kalifornijos universiteto, San Francisko (UCSF), Stanfordo universiteto ir Kalifornijos mokslų akademijos (CAS)...

Didelė pažanga švarios energijos kuro elementų reakcijų srityje

Žinant geležies atomų tankį ir vietos dinamiką, pasiekiamas efektyvumo lygis kuro elementų oksidacijos reakcijoje, kuri niekada nebuvo realizuota. Kreditas: Teksaso universitetas Austine /...

Astronomai atranda mažytę uolėtą planetą – tik pusę Veneros masės

Šis grafinis simbolis rodo L 98-59b, vieną iš L 98-59 35 šviesmečių sistemos planetų. Sistemoje yra keturios patvirtintos uolienų planetos, kurios gali atsirasti...

Du antihipertenziniai vaistai apsaugo nuo tos pačios širdies ligos, bet skirtingo šalutinio poveikio

Analizuojant beveik 3 milijonus pacientų, vartojusių pirmuosius kraujospūdį mažinančius vaistus, angiotenzino receptorių blokatoriai (ARB) buvo tokie pat geri kaip ir angiotenziną konvertuojančių fermentų (AKF)...

Ličio jonų akumuliatorių „įkūrėjas“ padeda savo atradimu išspręsti 40 metų senumo problemą

Ličio jonų akumuliatorių su SNS neutronais įkūrėjas patvirtino, kad katodo medžiaga (mėlyna) be ličio niobio oksido (šviesiai žalia) žymiai sumažino pirmojo ciklo energijos nuostolius...

Newsletter

Subscribe to stay updated.