4 New Concepts in Technologies*Голландские ученые сделали важный технологический шаг на пути к квантовому интернету
Опубликовано 2018-07-21 13:00
Delft scientists make first ‘on demand’ entanglement link
Researchers at QuTech in Delft have succeeded in generating quantum entanglement between two quantum chips faster than the entanglement is lost. Entanglement - once referred to by Einstein as "spooky action" - forms the link that will provide a future quantum internet its power and fundamental security. Via a novel smart entanglement protocol and careful protection of the entanglement, the scientists led by Prof. Ronald Hanson are the first in the world to deliver such a quantum link ‘on demand’. This opens the door to connect multiple quantum nodes and create the very first quantum network in the world. They publish their results on 14 June in Nature.
Quantum Internet
By exploiting the power of quantum entanglement it is theoretically possible to build a quantum internet that cannot be eavesdropped on. However, the realization of such a quantum network is a real challenge: you have to be able to create entanglement reliably, 'on demand', and maintain it long enough to pass the entangled information to the next node. So far, this has been beyond the capabilities of quantum experiments.
Scientists at QuTech in Delft have now been the first to experimentally generate entanglement over a distance of two metres in a fraction of a second, 'on demand', and subsequently maintain this entanglement long enough to enable -in theory- further entanglement to a third node. ‘The challenge is now to be the first to create a network of multiple entangled nodes: the first version of a quantum internet’, professor Hanson states.
Researchers from QuTech in Delft working on the ‘entanglement on demand’ experiment’. The pictures show prof. Ronald Hanson, dr. Peter Humphreys and dr. Norbert Kalb, all from the group of prof Ronald Hanson of Delft University.Higher performance
In 2015, Ronald Hanson's research group already became world news: they were the first to generate long-lived quantum entanglement over a distance (1.3 kilometres), , allowing them to providefull experimental proof of quantum entanglement for the first time. This experiment is the basis of their current approach to developing a quantum internet: distant single electrons on diamond chips are entangled using photons as mediators.
However, so far this experiment has not had the necessary performance to create a real quantum network. Hanson: 'In 2015 we managed to establish a connection once an hour, while the connection only remained active for a fraction of a second. It was impossible to add a third node, let alone multiple nodes, to the network.’
Entanglement on demand
The scientists have now made multiple innovative improvements to the experiment. First of all, they demonstrated a new entanglement method. This allows for the generation of entanglement forty times a second between electrons at a distance of two metres. Peter Humphreys, an author of the paper, emphasises: 'This is a thousand times faster than with the old method.’ In combination with a smart way of protecting the quantum link from external noise, the experiment has now surpassed a crucial threshold: for the first time, entanglement can be created faster than it is lost.
Through technical improvements, the experimental setup is now always ready for 'entanglement-on-demand'. Hanson: 'Just like in the current internet, we always want to be online, the system has to entangle on each request.’ The scientists have achieved this by adding smart quality checks. Humphreys: 'These checks only take a fraction of the total experimental time, while allowing us to ensure that our system is ready for entanglement, without any manual action'.
Networks
The researchers already demonstrated last year that they were able to protect https://qutech.nl/one-step-closer-to-the-quantum-internet-by-distillation/a quantum entangled link while a new connection was generated. By combining this and their new results, they are ready to create quantum networks with more than two nodes. The Delft scientists now plan to realize such a network between several quantum nodes. Hanson: 'In 2020, we want to connect four cities in the Netherlands via quantum entanglement. This will be the very first quantum internet in the world.’
This work was supported by the Netherlands Organisation for Scientific Research (NWO) through a VICI grant and by the European Research Council through a Starting Grant and a Synergy Grant.
Delft scientists make first ‘on demand’ entanglement link
Note for editors:
Publication:
Deterministic delivery of remote entanglement on a quantum network
Peter C. Humphreys,1, 2 Norbert Kalb,1, 2 Jaco P. J. Morits,2 Raymond N. Schouten,2 Raymond F. L. Vermeulen,2 Daniel J. Twitchen,3 Matthew Markham,3 and Ronald Hanson2
1These authors contributed equally to this work.
2QuTech & Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology, PO Box 5046, 2600 GA Delft, The Netherlands
3Element Six Innovation, Fermi Avenue, Didcot, Oxfordshire OX11 0QE, U.K.
DOI
Contact details:
Prof. dr. ir. Ronald Hanson
QuTech, Delft University of Technology
Lorentzweg 1, 2628 CJ Delft, Netherlands
R.Hanson@tudelft.nl
+31 15 27 86133
Читайте также:
До изобретения Интернета научные журналы продавались библиотекам один раз, и никому в голову не приходило, чтобы читатель при каждом чтении журнала подписывал чек, который шел бы издателям. Началась первая мировая компьютерная война на уровне правительств и стран. По запросу фирм грамзаписи, несущих убытки в Интернете, Конгресс США приступил к рассмотрению законопроекта, согласно которому каждый сайт, уличенный в пиратстве, может быть подавлен (разрушен, закрыт). И делать это, как только законопроект будет принят, терпящие ущерб фирмы смогут даже без решения суда, дистанционно и по всему миру. На первый взгляд фирмы грамзаписи правы. Пиратство в Интернете, казалось бы, должно быть прекращено во всех областях. Однако это абсолютно не так. Потому что сам термин «пиратство в виртуальной сети» далеко не столь однозначен, как пиратство на море или грабеж на большой дороге. Потому что тот, кого грабят (или якобы грабят) в Интернете, нередко является пиратом и грабителем сам. Хотя и как бы законным.
Знания – это особый продукт. Если я обменял один товар на другой товар, скажем, топор на мешок муки, – я приобрел топор, но лишился муки. Но знания – абсолютно другой продукт: если я передал вам свои знания, это не значит, что кто-то их потерял. Напротив: при передаче знания умножаются в том смысле, что и тот, кто обладал знанием, и тот, кто получил его, стали обладателями этих знаний. Вмешательство рыночных механизмов в процесс трансляции знаний порождает ограничения, которые разрушат основной принцип науки. Чем общество, в котором какие-то люди являются хранителями знаний, а тем более их продавцами, отличается от тоталитарного общества? Было же время, когда у нас был запрет на кибернетику. Превращение знаний в товар рыночных отношений, а сам процесс трансляции научного знания – в предмет торговли столь же опасно. Принцип свободного распространения знаний – одна из основ науки с самого ее появления. Знание должно свободно транслироваться, свобода получения научного знания должна иметь приоритет над правом их ограничивать рыночными отношениями. Право ученого на распространение знаний должно иметь приоритет над правом посредника, для которого знания – продукт. Ограничить свободу распространения знаний – значит подрывать в корне саму науку, нарушить фундаментальный принцип ее существования и развития.
Проблемы защиты авторских прав, защищаемых фирмами звукозаписи, заслуживают внимания и требует адекватных решений. Однако доступность всей остальной открытой информации в Интернете для каждого пользователя составляет фундаментальное условие существования и развития современной цивилизации.
С переводом в интернет-формат хозяева журналов изобрели новый источник дохода. Чье право превалирует – автора статьи или хозяина журнала – при распространении ее содержания? Сегодня ответ четок столь же, сколь и абсурден: копирайт издателей научных журнала превалирует над авторским правом авторов. Абсурдность сложившейся практики становится вопиющей после принятия к сведению, что сегодня журнал в Интернете вполне может издавать один человек. В этих условиях научные журналы начали множиться, как грибы. Очевидно, что долго это неестественное состояние продлиться не может.
|
Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи. Войдите в систему используя свою учетную запись на сайте: |
||