Мы в Telegram
Добавить новость

Число погибших на дорогах Подмосковья снизилось на 21%

Минэкологии предостерегло владельца в Ступине о недопустимости размещения отходов

Гонки дронов и спортивное программирование: что ждет Игры БРИКС в будущем

Эксперт Московского Политеха рассказал об опыте в разработках электрических мотоциклов для разных целей





Новости сегодня

Новости от TheMoneytizer

Glimpse of next-generation internet

Physicists demo first metro-area quantum computer network in Boston

Mikhail Lukin (left) and Can Knaut stand near a quantum network node called a diamond silicon vacancy center.

Mikhail Lukin (left) and Can Knaut with a quantum network node.

Photos by Niles Singer/Harvard Staff Photographer

Science & Tech

Glimpse of next-generation internet

Physicists demo first metro-area quantum computer network in Boston

5 min read

It’s one thing to dream up a next-generation quantum internet capable of sending highly complex, hacker-proof information around the world at ultra-fast speeds. It’s quite another to physically show it’s possible.

That’s exactly what Harvard physicists have done, using existing Boston-area telecommunication fiber, in a demonstration of the world’s longest fiber distance between two quantum memory nodes. Think of it as a simple, closed internet carrying a signal encoded not by classical bits like the existing internet, but by perfectly secure, individual particles of light.

The groundbreaking work, published in Nature, was led by Mikhail Lukin, the Joshua and Beth Friedman University Professor in the Department of Physics, in collaboration with Harvard professors Marko Lončar and Hongkun Park, who are all members of the Harvard Quantum Initiative. The Nature work was carried out with researchers at Amazon Web Services.

The Harvard team established the practical makings of the first quantum internet by entangling two quantum memory nodes separated by optical fiber link deployed over a roughly 22-mile loop through Cambridge, Somerville, Watertown, and Boston. The two nodes were located a floor apart in Harvard’s Laboratory for Integrated Science and Engineering.

Map showing path of two-node quantum network through Boston and Cambridge.

Map showing path of two-node quantum network through Boston and Cambridge.

Credit: Can Knaut via OpenStreetMap

Quantum memory, analogous to classical computer memory, is an important component of a quantum computing future because it allows for complex network operations and information storage and retrieval. While other quantum networks have been created in the past, the Harvard team’s is the longest fiber network between devices that can store, process, and move information.

Each node is a very small quantum computer, made out of a sliver of diamond that has a defect in its atomic structure called a silicon-vacancy center. Inside the diamond, carved structures smaller than a hundredth the width of a human hair enhance the interaction between the silicon-vacancy center and light.

“Showing that quantum network nodes can be entangled in the real-world environment of a very busy urban area is an important step toward practical networking between quantum computers.”

Mikhail Lukin

The silicon-vacancy center contains two qubits, or bits of quantum information: one in the form of an electron spin used for communication, and the other in a longer-lived nuclear spin used as a memory qubit to store entanglement, the quantum-mechanical property that allows information to be perfectly correlated across any distance.

(In classical computing, information is stored and transmitted as a series of discrete binary signals, say on/off, that form a kind of decision tree. Quantum computing is more fluid, as information can exist in stages between on and off, and is stored and transferred as shifting patterns of particle movement across two entangled points.)

Using silicon-vacancy centers as quantum memory devices for single photons has been a multiyear research program at Harvard. The technology solves a major problem in the theorized quantum internet: signal loss that can’t be boosted in traditional ways.

A quantum network cannot use standard optical-fiber signal repeaters because simple copying of quantum information as discrete bits is impossible — making the information secure, but also very hard to transport over long distances.

Silicon-vacancy-center-based network nodes can catch, store, and entangle bits of quantum information while correcting for signal loss. After cooling the nodes to close to absolute zero, light is sent through the first node and, by nature of the silicon vacancy center’s atomic structure, becomes entangled with it, so able to carry the information.

An up close photo of the diamond silicon vacancy center.
A diamond chip containing silicon vacancy centers.

“Since the light is already entangled with the first node, it can transfer this entanglement to the second node,” explained first author Can Knaut, a Kenneth C. Griffin Graduate School of Arts and Sciences student in Lukin’s lab. “We call this photon-mediated entanglement.”

Over the last several years, the researchers have leased optical fiber from a company in Boston to run their experiments, fitting their demonstration network on top of the existing fiber to indicate that creating a quantum internet with similar network lines would be possible.

“Showing that quantum network nodes can be entangled in the real-world environment of a very busy urban area is an important step toward practical networking between quantum computers,” Lukin said.

A two-node quantum network is only the beginning. The researchers are working diligently to extend the performance of their network by adding nodes and experimenting with more networking protocols.

The paper is titled “Entanglement of Nanophotonic Quantum Memory Nodes in a Telecom Network.” The work was supported by the AWS Center for Quantum Networking’s research alliance with the Harvard Quantum Initiative, the National Science Foundation, the Center for Ultracold Atoms (an NSF Physics Frontiers Center), the Center for Quantum Networks (an NSF Engineering Research Center), the Air Force Office of Scientific Research, and other sources.

Читайте на 123ru.net


Новости 24/7 DirectAdvert - доход для вашего сайта



Частные объявления в Вашем городе, в Вашем регионе и в России



Smi24.net — ежеминутные новости с ежедневным архивом. Только у нас — все главные новости дня без политической цензуры. "123 Новости" — абсолютно все точки зрения, трезвая аналитика, цивилизованные споры и обсуждения без взаимных обвинений и оскорблений. Помните, что не у всех точка зрения совпадает с Вашей. Уважайте мнение других, даже если Вы отстаиваете свой взгляд и свою позицию. Smi24.net — облегчённая версия старейшего обозревателя новостей 123ru.net. Мы не навязываем Вам своё видение, мы даём Вам срез событий дня без цензуры и без купюр. Новости, какие они есть —онлайн с поминутным архивом по всем городам и регионам России, Украины, Белоруссии и Абхазии. Smi24.net — живые новости в живом эфире! Быстрый поиск от Smi24.net — это не только возможность первым узнать, но и преимущество сообщить срочные новости мгновенно на любом языке мира и быть услышанным тут же. В любую минуту Вы можете добавить свою новость - здесь.




Новости от наших партнёров в Вашем городе

Ria.city

Полпред президента в УрФО Якушев получил новую работу

В "мигрантском гетто" в Котельниках Центром "Э" задержан организатор "молельного дома" для мигрантов

ZDF: между Шольцем и Бербок возникли разногласия по поводу санкций против России

Жилищные сертификаты вручили 6 переселенцам из аварийных домов в Жуковском

Музыкальные новости

Футболисты «Динамо» в Ставрополе одолели соперников из «Астрахани»

В Дубне сотрудники Росгвардии помогли утиному семейству перейти оживленную трассу

Социальные и ESG-проекты ГПМ Радио названы лучшими в России

Сергей Собянин. Неделя мэра

Новости России

На конференции в Дубне обсудили развитие наукоградов

В Москве закончились квартиры в новостройках по цене ниже ₽5 млн

В "мигрантском гетто" в Котельниках Центром "Э" задержан организатор "молельного дома" для мигрантов

Концертный директор для музыкантов. Концертный директор для певцов. Концертное агентство в Москве. Букинг агентство. Организация концертов и гастролей.

Экология в России и мире

Шикарный лимузин, красная дорожка и элегантный black tie: слушатели «Авторадио» поехали на премию МУЗ-ТВ

Лучшие образы на лето, от которых захватит дух

Социальные и ESG-проекты ГПМ Радио названы лучшими в России

Smena SS-2024

Спорт в России и мире

Дядя Надаля назвал причину поражения Зверева в финале «Ролан Гаррос»

Испанский теннисист Надаль не сыграет на Уимблдоне

Рафаэль Надаль пропустит Уимблдон ради подготовки к Олимпиаде

Дзюба заявил, что был бы теннисистом уровня Сафина

Moscow.media

Храм Преображения Господня в Коммунарке

Росгвардейцы обеспечили охрану общественного порядка в День поселка Вербилки

Жители Екатеринбурга в День России вывесили баннеры против точечной застройки

Большая часть российских автомобилистов готова перейти на б/у запчасти











Топ новостей на этот час

Rss.plus






Полпред президента в УрФО Якушев получил новую работу

Давайте вместе сравним 9 советских колбас с российскими

Концертный директор для музыкантов. Концертный директор для певцов. Концертное агентство в Москве. Букинг агентство. Организация концертов и гастролей.

Жилищные сертификаты вручили 6 переселенцам из аварийных домов в Жуковском