Quantenphysik: Rekordverschränkung von Quantenspeichern
ID: 1992834
- Physiker der LMU und der Universität des Saarlandes haben zwei Quantenspeicher über die bislang längste Distanz von 33 Kilometern über ein Glasfaserkabel miteinander verschränkt.
- Die Verschränkung wird dabei durch Lichtteilchen vermittelt. Damit diese Photonen in der Glasfaser nicht verloren gehen, erhöhten die Forscher deren Wellenlänge auf einen auch in der Telekommunikation verwendeten Wert.
- Das Experiment stellt einen wichtigen Schritt dar hin zu einem Quanteninternet der Zukunft, in dem zum Beispiel vollkommen sichere Kommunikation möglich ist.
Ein Netzwerk, in dem die Datenübertragung völlig sicher vor Hackerangriffen ist? Wenn es nach Physikern geht, soll genau das mit Hilfe des quantenmechanischen Phänomens der Verschränkung irgendwann Realität werden. Ein Team um den LMU-Quantenphysiker Prof. Harald Weinfurter und den Quantenoptiker Prof. Christoph Becher von der Universität des Saarlandes koppelte nun zwei atomare Quantenspeicher über eine 33 Kilometer lange Glasfaserverbindung. Das ist die bislang längste Strecke, über die eine quantenmechanische Verschränkung mittels eines Telekommunikationskabels gelang. Die Verschränkung wird dabei über ausgesendete Lichtteilchen vermittelt. Um die Verluste über lange Glasfaserkabel niedrig zu halten, konvertierten die Forscher dazu die Wellenlänge der Lichtteilchen auf einen Wert, wie er auch in der Telekommunikation verwendet wird.
Generell bestehen Quantennetzwerke aus Knotenpunkten einzelner Quantenspeicher - etwa Atomen oder Ionen. Dort können Quantenzustände empfangen, gespeichert und versendet werden. Die Vermittlung zwischen den Knoten erfolgt durch Lichtteilchen, die entweder über die Luft oder gezielt über Glasfaserverbindungen ausgetauscht werden. Für ihr Experiment nutzen die Forscher ein System aus zwei optisch gefangenen Rubidiumatomen. Ein Laserpuls regt die Atome an, wonach sie spontan in ihren Grundzustand zurückfallen und dabei jeweils ein Photon aussenden. Eine Messung beider Lichtteilchen lässt sich schließlich nutzen, um die beiden Atome quantenmechanisch zu koppeln - auch über lange Glasfaserkabel.
Allerdings emittieren die meisten Quantenspeicher Licht mit Wellenlängen im sichtbaren oder nahen Infrarotbereich. In Glasfasern kommen diese Photonen nur ein paar Kilometer weit, bevor sie verloren gehen. Mit einem so genannten Quanten-Frequenzkonverter erhöhten die Forscher daher die ursprüngliche Wellenlänge auf eine Wellenlänge, bei der eine deutlich verlustärmere Übertragung möglich ist. Die Umwandlung gelang mit einer bisher unerreichten Effizienz von 57 Prozent, während gleichzeitig die in den Photonen gespeicherten Informationen mit hoher Güte erhalten blieben.
Die Forscher denken, dass das entwickelte System für den Aufbau groß angelegter Quantennetze und für die Umsetzung sicherer Quantenkommunikationsprotokolle genutzt werden könnten. "Das Experiment ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zum Quanteninternet auf Basis bereits bestehender Glasfaserinfrastrukturen", sagt Harald Weinfurter.
Kontakt
Prof. Harald Weinfurter
Experimentelle Quantenphysik
Fakultät für Physik / LMU
Tel: +49 89 2180-2044
Email: h.w@lmu.de
Publikation
Tim van Leent, Matthias Bock, Florian Fertig, Robert Garthoff, Sebastian Eppelt, Yiru Zhou, Pooja Malik, Matthias Seubert, Tobias Bauer, Wenjamin Rosenfeld, Wei Zhang, Christoph Becher, Harald Weinfurter
Entangling single atoms over 33 km telecom fibre
Nature, 2022.
Pressekontakt:
Claudia Russo
Leitung Kommunikation & Presse
Ludwig-Maximilians-Universität München
Leopoldstr. 3
80802 München
Phone: +49 (0) 89 2180-3423
E-Mail: presse@lmu.de
Original-Content von: Ludwig-Maximilians-Universität München, übermittelt durch news aktuell
Weitere Infos zu dieser Pressemeldung:
Themen in dieser Pressemitteilung:
Unternehmensinformation / Kurzprofil:
Datum: 06.07.2022 - 17:05 Uhr
Sprache: Deutsch
News-ID 1992834
Anzahl Zeichen: 4039
Kontakt-Informationen:
Stadt:
München, Bayern
Kategorie:
Information & TK
Diese Pressemitteilung wurde bisher 313 mal aufgerufen.
Die Pressemitteilung mit dem Titel:
"Quantenphysik: Rekordverschränkung von Quantenspeichern"
steht unter der journalistisch-redaktionellen Verantwortung von
Ludwig-Maximilians-Universit (Nachricht senden)
Beachten Sie bitte die weiteren Informationen zum Haftungsauschluß (gemäß TMG - TeleMedianGesetz) und dem Datenschutz (gemäß der DSGVO).
Die dritte Veranstaltung der Science Talks befasst sich mit den Aufgaben der Forschung zur Bekämpfung des globalen Klimawandels. Extreme Temperaturen, Dürre- und Überschwemmungskatastrophen - die Folgen des Klimawandels sind eine Bedrohung für weite Teile der Welt und inzwischen auch Europa.
Nasenhöhlenkrebs: KI ermöglicht Durchbruch in der Diagnostik ...
- Forschende der LMU und der Charité haben eine Methode entwickelt, um schwer diagnostizierbare Nasenhöhlentumore zu klassifizieren - Mithilfe von künstlicher Intelligenz (KI) werden chemische Modifikationen der DNA analysiert - Vier Tumor-Gruppen mit unterschiedlicher Prognose wurden ide
LMU mit fünf Förderanträgen für Sonderforschungsbereiche erfolgreich ...
- Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert zwei neue transregionale SFB/TRR aus Mathematischer Physik und Pflanzengenetik - An zwei weiteren neuen transregionalen Verbünden sind Forscherinnen und Forscher der LMU maßgeblich beteiligt - Die Förderung eines weiteren bereits erfolg
Weitere Mitteilungen von Ludwig-Maximilians-Universit
connect erweitert die Kooperation mit Benchmarking-Spezialist umlaut ...
München, 6. Juli 2022. Das Telekommunikationsmagazin connect aus dem WEKA MEDIA PUBLISHING GmbH (WEKA) Verlag richtet sich zunehmend international aus. Dazu wird die seit 20 Jahren erfolgreiche Kooperation mit umlaut, Teil von Accenture, fortgesetzt und erweitert. In Zukunft arbeiten die beiden Unt
Neuer Markenauftritt für die Schweizer E-Pionierin ...
BRUSA HyPower ist eine echte Wegbereiterin in Sachen Elektromobilität. Seit weit über 30 Jahren entwickelt das Schweizer Unternehmen Technologien und Produkte, die zur Dekarbonisierung der Welt beitragen. Denn ein Stück BRUSA-Technologie steckt in fast jedem elektrisch angetriebenen Fahrzeug. E
Konftel Attach-Linie: Neues Top Videokonferenz-Angebot ...
Köln / Umeå, Konftel, führender Anbieter von Videokonferenz- und Collaboration-Lösungen, stellt mit Konftel Attach fünf neue Video-Kits vor, die für den Betrieb auf raumgebundenen Computern oder Meeting Raum PCs (In-Room PC) optimiert sind. Damit stehen Konftel-Nutzer - neben den klassischen B
Huawei Deutschland Enterprise Business Group: Kevin Liu Kaiübernimmt die Führung (FOTO) ...
Kevin Liu Kai wird neuer Managing Director der Enterprise Business Group (EBG) bei Huawei Technologies Deutschland. Lynn Vollmert steigt zum Director Channel Sales Germany auf. Neues Gesicht an der Spitze: Kevin Liu Kai übernimmt turnusgemäß den Posten des Managing Director der Huawei Deutschl
