Исследователи из Австралийского национального университета опробовали эффективный метод контроля фотонов в системе квантовой передачи информации. Использование интегрированных однофотонных детекторов может стать основой для создания безопасной "супермагистрали данных".
Международная группа ученых из АНУ, Ростокского и Бристольского университетов представила концепцию для линейного измерения пространственно-кодированных многофотонных квантовых состояний без изменения передаваемых данных.
"Частицы света движутся очень быстро, поэтому для контроля качества мы разработали способ контроля и измерения их состояний вдоль квантовых цепей, которые похожи на супермагистрали для перемещения фотонов".
(Андрей Сухоруков, АНУ)
Попытавшись решить проблему измерения квантовых состояний, команда разработала систему детекторов, размещенных вдоль квантовых цепей для контроля фотонов без потери передаваемой информации.
Схема размещения детекторов вдоль квантовой системы передачи данных
"Мы направляли частицы света по двум параллельным трассам, похожим на две полосы на шоссе: одна линия имеет более высокий предел скорости, чем другая, и фотоны могут свободно менять свою полосу движения. Вдоль обеих линий установлено несколько детекторов, чтобы одновременно контролировать, сколько частиц света прошло через эти детекторы за одно и то же время".
(Кай Ван, АНУ/Ростокский университет).
В опубликованной работе было теоретически установлено, что, записывая фотонные корреляции от оптимально расположенных детекторов, можно реконструировать матрицу плотности фотонов, описывающую состояние системы. В ходе многократных измерений исследователи получили полную картину фотонов, входящих и покидавших зоны обнаружения.
"В результате этого процесса мы потеряли крошечную часть частиц света, не влияя на квантовое состояние передаваемых фотонов. Наша система детекторов может быть встроена в большую интегрированную квантовую сеть, чтобы помочь в режиме реального времени отслеживать частицы света".
Оборудование для контроля квантовой системы передачи данных
Исследовательская группа из Университета Ростока в Германии проверила осуществимость этого нового подхода в экспериментах с использованием классического света, который имитирует однофотонный режим. Эксперименты были проведены для двухпортовой системы, которую можно масштабировать для нескольких связанных волноводов и использовать для контроля передачи данных в сложных квантовых системах.
