연구원들은 230에 걸쳐 이온을 얽히게 합니다.

Sep 24, 2023

2023년 2월 2일

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이전에는 포획된 이온이 하나의 동일한 실험실에서만 얽혀 있었습니다. 이제 인스부르크 대학의 Tracy Northup과 Ben Lanyon이 이끄는 팀은 230미터 거리에 걸쳐 두 개의 이온을 얽히게 했습니다.

이 네트워크의 노드는 오스트리아 인스브루크 서쪽에 있는 Campus Technik에 있는 두 개의 연구실에 보관되었습니다. 실험은 갇힌 이온이 도시와 결국 대륙에 걸쳐 있는 미래 양자 네트워크를 위한 유망한 플랫폼임을 보여줍니다.

트랩된 이온은 양자 컴퓨터 및 기타 양자 기술을 구축하는 주요 시스템 중 하나입니다. 이러한 양자 시스템을 여러 개 연결하려면 양자 정보를 전송할 수 있는 인터페이스가 필요합니다.

최근 몇 년 동안 인스브루크 대학교 실험 물리학과의 Northup과 Lanyon이 이끄는 연구원들은 양자 정보가 빛 입자로 효율적으로 전달될 수 있도록 광학 공동에 원자를 가두어 이를 수행하는 방법을 개발했습니다. 그런 다음 빛 입자는 광섬유를 통해 전송되어 서로 다른 위치의 원자를 연결할 수 있습니다.

이제 그들의 팀은 Université Paris-Saclay의 Nicolas Sangouard가 이끄는 이론가들과 함께 처음으로 몇 미터 이상 떨어진 두 개의 갇힌 이온을 얽히게 했습니다.

두 개의 양자 시스템은 두 개의 실험실에 설치되었습니다. 하나는 실험 물리학과가 있는 건물에, 다른 하나는 오스트리아 과학 아카데미의 양자 광학 및 양자 정보 연구소가 있는 건물에 설치되었습니다.

"지금까지 갇힌 이온은 같은 실험실에서 몇 미터 정도만 서로 얽혀 있었습니다. 이러한 결과는 공유 제어 시스템과 훨씬 더 먼 거리를 이동하는 데 적합하지 않은 파장을 가진 광자(빛 입자)를 사용하여 달성되었습니다. "라고 Lanyon은 설명합니다.

수년간의 연구 개발 끝에 인스브루크 물리학자들은 이제 캠퍼스 전체에서 두 개의 이온을 얽히게 하는 데 성공했습니다. "이를 위해 우리는 500미터 길이의 광섬유 케이블을 통해 이온과 얽힌 개별 광자를 보내고 서로 겹쳐서 얽힘을 두 개의 원격 이온으로 교환했습니다"라고 Northup은 실험을 설명합니다. "우리의 결과는 갇힌 이온이 양자 컴퓨터, 양자 센서 및 원자 시계의 미래 분산 네트워크를 실현하기 위한 유망한 플랫폼임을 보여줍니다."

Lanyon과 Northup의 팀은 유럽 연합의 Quantum Flagship 산하의 국제 프로젝트인 Quantum Internet Alliance의 일부입니다. 최신 결과는 Physical Review Letters에 게재되었습니다.

추가 정보: V. Krutyanskiy 외, 230미터로 분리된 갇힌 이온 큐비트의 얽힘, 물리적 검토 서한(2023). DOI: 10.1103/PhysRevLett.130.050803

저널 정보:실제 검토 편지

인스브루크대학교 제공