Innsbruckin yliopiston fyysikon Ben Lanyonin johtama ryhmä on lähettänyt ensimmäistä kertaa valohiukkasen, joka on lomittunut aineen kanssa yli 50 kilometrin matkan verran valokuidussa. Tämä on uusi ennätys kvantti-informaation lähettämisessä ja samalla koe avaa tietä tulevalle kvantti-internetille.
Kvantti-internet on haluttu tavoite, koska siinä kulkevaa dataa ei voi salakuunnella. Kvantti-informaatio on kuitenkin välitettävä kvanttihiukkasilla ja siihen tarvitaan erityisiä rajapintoja.
Ben Lanyonin tutkijaryhmä Innsbruckista ja Itävallan tiedeakatemian kvanttioptiikan ja kvantti-informaation instituutista on saavuttanut ennätysmäisen aineen (ionit) ja valon välisen kvanttilomittumisen siirtymisen.
Ensimmäistä kertaa 50 kilometrin matka katettiin kuituoptisella kaapelilla. - Tämä on kaksi suuruusluokkaa pidempi kuin aiemmin oli mahdollista ja on käytännöllinen etäisyys kaupunkien välisten kvanttiverkkojen rakentamisen aloittamiseen, Ben Lanyon kertoo.
Lanyonin ryhmä aloitti kokeilun ioniansoitetulla kalsiumatomilla. Lasersäteiden avulla tutkijat kirjoittavat kvanttitilan ionille ja virittävät samanaikaisesti sen emittoimaan fotonia, johon kvantti-informaatio tallennetaan. Seurauksena atomin ja valohiukkasen kvanttitilat lomittuivat.
Haasteena on fotonin välittäminen valokuidussa. - Kalsiumionin emittoiman fotonin aallonpituus on 854 nanometriä ja optinen kuitu absorboi sen nopeasti", selvittää Ben Lanyon.
Tämän takia valohiukkanen siirretään aluksi epälineaarisen kiteen läpi, jota valaisee voimakas laser. Tällä tavalla fotonin aallonpituus muunnetaan optimaaliseksi pitkän etäisyyden matkoille: nykyisen tietoliikenteen standardille aallonpituudelle 1550 nanometriä.
Sitten tutkijat lähettävät tämän fotonin 50 kilometrin pituisen valokuituun. Mittaukset osoittivat, että atomi- ja valohiukkaset olivat edelleen lomittuneet aallonpituuden muuntamisen ja näinkin pitkän matkan jälkeen.
Seuraavana askeleena Lanyon ja hänen tiiminsä osoittavat, että heidän menetelmänsä mahdollistaisi lomittuvuuden ionien välille 100 kilometrin päässä toisistaan. Kaksi solmua lähettää kumpikin lomittuneen fotonin 50 kilometrin etäisyydellä olevaan yhteyskohtaan, jossa valopartikkelit mitataan siten, että ne menettävät lomittumisensa ionien kanssa, mikä vuorostaan lomittaa ne.
Koska nyt on mahdollisuus 100 kilometrin etäisyyksiin solmupisteistä, voitaisiin siksi suunnitella seuraavien vuosien aikana maailman ensimmäisen kaupunkien välisen kvanttiverkon rakentaminen. Sellainen voitaisiin ensi vaiheessa perustaa vaikkapa Wienin ja Innsbruckin välille.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 10.10.2019
Autoteollisuus on siirtymässä yhä monimutkaisempiin ohjelmistopohjaisiin järjestelmiin, joissa virheetön ohjelmisto on elintärkeää turvallisuuden ja suorituskyvyn varmistamiseksi. Ohjelmiston laatu ja luotettavuus eivät ole enää vain valinnaisia ominaisuuksia, vaan kriittisiä vaatimuksia erityisesti autonomisessa ajamisessa, kehittyneissä kuljettajaa avustavissa järjestelmissä (ADAS) ja yhdistetyissä ajoneuvojärjestelmissä.
Kestävä digitaalinen infrastruktuuri on kriittinen, jotta tietoliikenneverkot voidaan tehokkaasti valjastaa tekoälyinnovaatioiden ja pilvipohjaisten palveluiden tarpeisiin. Tekoälyyn liittyvien datarikkaiden sovellusten lisääntyvä kysyntä edellyttää tietoliikenneverkkoa, joka kykenee käsittelemään suuria tietomääriä alhaisella viiveellä, kirjoittaa Orange Businessin kumppaniratkaisuista vastaava Carl Hansson.
Euroopan unioni ottaa merkittävän askeleen avaruusteknologian kehittämisessä allekirjoittamalla sopimuksen uuden IRIS²-satelliittijärjestelmän toteuttamisesta. Tämä 290 satelliitin verkko on suunniteltu vahvistamaan Euroopan itsenäisyyttä ja turvallista yhteydenpitoa.
Jotta voidaan vastata uuden teknologian vaatimuksiin ja pitää järjestelmät toimimassa ”kellon tavoin”, on aika harkita ajoitusratkaisuja uudelleen. Tässä kaksiosaisessa "Precision Timing" -artikkelissa opit, miksi mikroelektromekaanisiin järjestelmiin eli MEMS-komponentteihin perustuvat piiajoituslaitteet päihittävät kvartsin elektroniikkasuunnittelun uudella aikakaudella. 
Matalatehoisten langattomien ratkaisujen asiantuntija Nordic Semiconductor ja eSIM-ratkaisuja kehittävä Kigen ovat julkistaneet yhteistyön, joka sujuvoittaa massiivisten IoT-verkkojen käyttöönottoa. Yhdessä he esittelevät CES 2025 -messuilla ratkaisun, joka yhdistää Nordic Semiconductorin nRF9151-moduulin ja Kigenin SGP.32 IoT eSIM-teknologian sekä laitteiden hallinta-alustan.
