Наука
  • 278
  • «Скручивание» фотонов сделает сверхскоростной интернет реальностью

    Артем Никитин
    30 октября, 11:43

    Ученые нашли способ «скручивать» фотоны — отдельные частицы света, — передавая их через специальный тип голограммы, аналогичный тому, что используется в банковских картах. Это позволяет фотонам передавать дополнительную информацию и обходить помехи, что, в свою очередь, открывает путь к сверхскоростному беспроводному интернету, пишет Engadget.

    Ученые полагают, что пучки света, передающиеся по воздуху, однажды заменят оптоволоконные технологии. «Скручивание» фотонов позволяет игнорировать помехи от турбулентности воздуха и различных радиосигналов. Обычно даже простые изменения атмосферного давления на открытых пространствах могут рассеивать световые лучи и приводить к потере информации у фотона.
    Исследовательская группа успешно протестировала передачу данных по воздуху на расстоянии 1,6 км в городе Эрланген, Германия. Тестирование проходило в городской среде, где турбулентность от высоких зданий создает серьезные помехи для обычных фотонов.

    «Это исследование позволяет сделать шаг в сторону высокоскоростной оптики, которая будет более дешевой, более доступной альтернативой кабельным оптоволоконным соединениям, — говорит доктор Мартин Лавери, ведущий автор исследования из Университета Глазго. — Полноценная система связи с оптическим угловым моментом, способная передавать данные по беспроводной сети через открытое пространство, сделает интернет более доступным в развивающихся странах».
    В исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, группа физиков из Великобритании, Германии, Новой Зеландии и Канады описала, как «скручивание» фотонов поможет преодолеть существующие проблемы передачи данных. В результате «скручивания» у фотона появляется дополнительный «завиток», известный как оптический момент. В то время как обычная цифровая связь использует фотон для передачи всего одного бита информации (нуля или единицы), количество переплетающихся «завитков» в фотонах позволяет передавать дополнительные данные.

    Квантовое шифрование впервые применили в городских условиях. Успешные испытания показывают, что в будущем квантовое шифрование может быть использовано для безопасной связи между наземными сетями и спутниками.
    • нет
    • 0
    • 0

    1 комментарий

    avatar
    Фазель Тафти из Бостонского колледжа открыл рецепт создания спиновой жидкости — материала для долговременного хранения квантовой информации, который однажды сможет защитить квантовое состояние отдельных атомов от изменений.
    Речь идет об экзотическом состоянии вещества — спиновой жидкости. Тафти и его коллеги обнаружили эти свойства в иридате меди, состоящем из элементов меди, иридия и кислорода. Своим уникальным квантовым способностям это вещество обязано особому строению атомов. «Иридат меди обладает геометрией сот, напоминающих пчелиные, но состоящих из атомов, — говорит ученый. — Благодаря ей спины электронов никогда не замирают. Этот феномен называется магнитной фрустрацией».
    Спиновая жидкость — это менее организованная форма материи, в которой спины электронов не застывают в одном направлении, как у твердых веществ, даже если охладить их до абсолютного нуля. Они обладают рядом экзотических свойств, в частности, запутанностью дальнего действия, при которой одно квантовое состояние частицы копируется другой частицей, находящейся на большом расстоянии от нее. В будущих квантовых компьютерах это свойство поможет поддерживать неприкосновенность кубитов, пишет Inverse.
    Работа Тафти особенно важна, поскольку открывает возможность исследования множества новых спиновых жидкостей, одна из которых сможет соответствовать требованиям квантовых компьютеров. «Теперь, когда мы смогли сделать одну спиновую жидкость, у нас есть рецепт для создания множества других. Следующим шагом станет применение рецепта иридата меди для других элементов периодической таблицы, чтобы изготовить больше спиновых жидкостей», — говорит Тафти.

    Недавно ученые из Йельского университета сообщили о создании простого устройства, которое сохраняет квантовую информацию в звуковых волнах. Оно позволяет обмениваться квантовыми состояниями между кубитом и механическим резонатором.

    0
    У нас вот как принято: только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут делиться своим мнением, извините.