Ảnh: Mehdi Namazi của Qunnect
Các nhà nghiên cứu tại Qunnect Inc. ở Brooklyn, New York, đã có bước tiến lớn trong mạng lượng tử bằng cách chạy một nguyên mẫu internet lượng tử bên dưới các đường phố của Thành phố New York. Phát hiện của họ được công bố trên tạp chí PRX Quantum, sau đây là bản tóm tắt ngắn gọn được kể lại trong thông cáo báo chí trên Phys.org.
Thí nghiệm sử dụng mạch sợi quang dài 34 km được thuê gọi là vòng lặp GothamQ. Sử dụng các photon vướng víu phân cực, các nhà khoa học vận hành vòng lặp trong 15 ngày liên tục.
Sự vướng víu là một hiện tượng cơ học lượng tử liên quan đến sự tồn tại của một sự ghép nối tầm xa, theo đó sự thay đổi trạng thái của một photon sẽ ảnh hưởng đến trạng thái của photon khác, bất kể chúng ở xa đến đâu. Một tính chất quan trọng khác của photon là độ phân cực của chúng, hướng của mặt phẳng quay của các vectơ cảm ứng từ và điện so với hướng lan truyền của hạt. Độ phân cực có thể được sử dụng để tạo ra và thao tác các trạng thái vướng víu trong các mạng lượng tử, duy trì sự vướng víu trong suốt quá trình truyền. Tuy nhiên, độ phân cực đã được phát hiện là trôi trong quá trình truyền.
Trong quá trình thí nghiệm, một photon hồng ngoại có bước sóng 1324 nanomet đã vướng víu với một photon có bước sóng 795 nanomet (phổ hồng ngoại gần). Photon sau tương thích về bước sóng và băng thông với các hệ thống nguyên tử rubidi được sử dụng trong bộ nhớ lượng tử và bộ xử lý lượng tử. Độ trôi phân cực được phát hiện phụ thuộc vào cả bước sóng và thời gian, đòi hỏi Qunnect phải thiết kế và xây dựng phần cứng để chủ động bù ở cùng bước sóng.
Kết quả là thời gian hoạt động 99,84 phần trăm và độ chính xác bù trừ 99 phần trăm cho các cặp photon vướng víu được truyền đi với tốc độ khoảng 20.000 mỗi giây. Ở mức nửa triệu cặp photon vướng víu mỗi giây, độ chính xác vẫn gần 90 phần trăm.
Hệ thống có thể duy trì độ trung thực cao trong việc truyền các trạng thái vướng víu ngay cả qua cáp quang chịu tác động của rung động, uốn cong và biến động nhiệt độ. Thành tựu này đại diện cho một bước đột phá trong việc tạo ra một mạng lượng tử hoàn toàn tự động và ổn định.
