Kvanttitietokoneiden kehittyessä yksi tutkimuksen aiheita on se, miten kvanttikoneiden dataa voisi lähettää internetissä. Tällä hetkellä kvanttitieto on epävakaata, pitkien etäisyyksien päässä ja kvanttibitit eli kubitit katoavat helposti tai pirstoutuvat lähetyksen aikana.

Klassisia bittejä lähetetään nykyään valopulsseina kuituoptisten kaapeleiden yli. Signaaleja vahvistetaan toistimilla matkan varrella. Jotta kubitteja voisi lähettää samalla tavoin, tarvitaan ​​laitteita, verkon yli riippumatta siitä, kuinka pitkälle datan on kuljettava.

Tällaisia laitteita on tutkittu Lontoon Imperial Collegessa, Southamptonin yliopistossa sekä Stuttgartin ja Wurzburgin yliopistoissa Saksassa. Tutkijat väittävät nyt lähettäneensä kubitteja ensimmäistä kertaa tavallisten valokuitukaapeleiden yli. Tulokset on julkaistu Scientific Advances -lehdessä.

Lontoon Imperial Collegen fysiikan professori Sarah Thomasin mukaan on olemassa kahta päätyyppiä yksittäisiä fotonilähteitä. Toista kutsutaan epälineaariseksi optiseksi taajuusmuunnokseksi, toinen perustuu yksittäisiin emittereihin eli säteilijöihin. - On osoitettu monta kertaa aiemmin, että voimme tallentaa fotoneja epälineaarisesta optiikasta kvanttimuistiin, koska voit suunnitella lähteen ja muistin vastaamaan toisiaan. Käytimme tiettyä yksittäistä emitteriä nimeltä kvanttipiste, joka on puolijohteista koostuva nanokide.

Thomasin mukaan epälineaarisen optiikan käyttäminen on vähemmän luotettavaa. Käyttökelpoisten fotonien paria ei muodostu joka kerta, kun taas yksi emitterikvanttipiste tuottaa niitä suuremmalla nopeudella.

Seuraava haaste on, että kvanttimuistilaitteiden välisen rajapinnan tehokkuus riippuu sekä aallonpituuden että kaistanleveyden yhteensovittamisesta. Eroavaisuudet tekevät varastoinnista ja noutamisesta liian tehottomia, mutta tutkijat onnistuivat ratkaisemaan ongeman.

- Teimme sen käyttämällä suuren kaistanleveyden vähäkohinaista kvanttimuistia ja valmistamalla fotonilähteen hyvin tietyllä aallonpituudella vastaamaan kvanttimuistiamme. Pystyimme myös tekemään sen aallonpituudella, jolla valokuituhäviö on pienin, mikä on avainasemassa tulevaisuudessa kvanttiverkkojen rakentamisessa, Sarah Thomas kuvaa.

Tutkimus avaa tietä kohti pitkän matkan kubittien siirtoa toistimien avulla. Kvanttikietoutuminen mahdollistaa viestinnän teoriassa kaukana toisistaan.