Лого Сделано у нас
62

Физики из МФТИ нашли материал для скоростного квантового интернета

  •  © mipt.ru

Физики из МФТИ нашли «забытый» материал, который может стать основой для высокоскоростного квантового интернета. В статье, опубликованной в ведущем журнале по квантовым технологиям Nature Partner Journal Quantum Information, показано, как повысить до более чем 1 Гбит/с скорость передачи информации по каналу, абсолютно защищённому законами физики, и сделать квантовый интернет таким же быстрым, как классический.

Решение исследователей из МФТИ состоит в использовании уже забытого сегодня в оптоэлектронике материала — карбида кремния. «В 2014 году мы практически случайно обратили внимание на карбид кремния и сразу же высоко оценили его потенциал», — говорит Дмитрий Федянин, старший научный сотрудник лаборатории нанооптики и плазмоники.

Как ни странно, но именно с карбида кремния началась ни много ни мало вся современная оптоэлектроника: в нём впервые наблюдалась электролюминесценция (свечение при пропускании электрического тока), в 1920-е годы на его основе были продемонстрированы первые в мире светодиоды, а в 1970-е в СССР они выпускались в промышленных масштабах. Однако в 1980-е карбид кремния был полностью вытеснен из оптоэлектроники прямозонными полупроводниками и практически забыт, поэтому сегодня он больше известен как очень твёрдый и термостойкий материал, из которого изготавливаются электротехнические элементы, бронежилеты и тормозные колодки суперкаров Porsche, Lamborghini и Ferrari.

Дмитрий Федянин и коллеги из лаборатории нанооптики и плазмоники Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ в своей работе исследовали физику однофотонной электролюминесценции центров окраски в карбиде кремния и разработали теорию, которая объясняет и точно воспроизводит экспериментальные результаты. Центры окраски — это точечные дефекты кристаллической решётки, обладающие оптическим переходом в той области спектра, где бездефектный кристалл прозрачен. Именно они играют ключевую роль в однофотонной электролюминесценции. Использовав разработанную теорию, исследователи показали, как усовершенствовать карбид-кремниевый однофотонный светодиод, чтобы повысить скорость излучения фотонов до нескольких миллиардов в секунду.

Именно это требуется для реализации протоколов квантовой криптографии на скорости порядка 1 Гбит/с. Два других автора исследования, Игорь Храмцов и Андрей Вишнёвый, обращают внимание на то, что, скорее всего, в будущем найдутся другие материалы, которые приблизятся к карбиду кремния по яркости однофотонного излучения, но, в отличие от карбида кремния, устройства из них не смогут быть промышленно изготовлены в том же технологическом процессе, что и большинство современных микросхем. Благодаря совместимости с КМОП-процессом однофотонные источники на основе карбида кремния практически недосягаемы для конкурирующих с ним материалов и могут решить проблему малой пропускной способности квантовых линий связи.


  • 0
    Нет аватара kerosene
    17.03.1808:18:58

    Это не квантовый интернет. Квантовый интернет на сегодня фантастика, потому что он должен работать на принципе квантовой спутанности фотонов (или других квантовых частиц) и нелокальности. Для него вообще никакие линии связи не нужны.

  • 4
    Нет аватара kerosene
    17.03.1808:26:24

    Квантовая нелокальность на сегодняшний день полностью подтверждена многочисленными экспериментами в различных лабораториях. Если две квантовые частицы находятся в состоянии квантовой спутанности (зацепленности), то изменение каких-либо квантовых свойств одной частици, например спина, мгновенно приводит к изменению этого же свойства у второй частицы, но на строго противоположное. Такие частицы могут быть разнесены в пространстве на сколь угодно большие расстояния (хоть на разные концы Вселенной), но при изменении свойств одной частицы, у другой эти свойства будут изменяться на противоположные мгновенно. Объясняется это на сегодняшний день (например в рамках квантовой теории декогеренции) таким образом: квантовые частыцы сепарабельны по пространственным координатам (тот есть раздельны в пространстве), но представляют собой как бы единое целое в квантовом пространстве.

    На пути создания истинного квантового интернета (и не только его, но и например квантовой локации, для которой такие технологии как «стелс» вообще не являются помехой) лежит очень нехорошее свойство квантовых частиц — декогеренция из-за различных возмущений. Частицы выходят из состояния зацепленности и связь между ними прерывается.

  • 1
    asskassk100 . asskassk100 .
    17.03.1817:41:35

    кажется вопрос передачи инфы в огромных количествах на любое расстояние уже решен.https://aftershock.news/?q=node/623620&full «Корейская революция — сотовые телефоны доживают последние дни?»

    Отредактировано: asskassk100 .~17:43 17.03.18
  • 0
    Нет аватара Мафусаил
    22.03.1821:35:27

    #КВАНТЕРНЕТ, #КВАНЕТ, #НЕТКВАНТ Отличная новость! +

Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,