Terobosan Kuantum: Memori Atom Teraliri di Jarak 420 Km

Tiga Terobosan Teknis yang Memungkinkan

1. Konversi panjang gelombang pita telekomunikasi — Foton yang dipancarkan dari memori rubidium dikonversi ke pita S-band telekomunikasi (sekitar 1,5 μm) melalui konversi frekuensi kuantum, memungkinkan transmisi melalui serat dengan kerugian hanya ~0,17 dB/km .
2. Sistem stabilisasi serat aktif — Sistem umpan balik waktu nyata mengompensasi fluktuasi fase pada tautan serat panjang, mempertahankan visibilitas interferensi di sepanjang jalur 420 km .
3. Protokol keterikatan DLCZ foton tunggal — Alih-alih memerlukan kebetulan dua foton, skema ini hanya mengandalkan deteksi satu foton dari setiap node memori, yang secara dramatis meningkatkan laju generasi keterikatan pada jarak jauh .

Melampaui Batas PLOB

• Batas PLOB (Pirandola–Laurenza–Ottaviani–Banchi) adalah batas fundamental pada laju distribusi keterikatan melalui saluran lossy tanpa pengulang kuantum .
• Tim menunjukkan bahwa probabilitas keterikatan memori-memori yang mereka ukur melampaui batas PLOB untuk jarak lebih dari ~230–320 km serat langsung . Ini berarti jaringan kuantum berbantuan memori dapat mencapai laju keterikatan yang lebih tinggi daripada tautan serat langsung mana pun di luar jarak persimpangan itu, membuktikan keunggulan memori kuantum sebagai node pengulang .

Signifikansi bagi Masa Depan Internet Kuantum

• Ini adalah demonstrasi eksperimental pertama yang menunjukkan bahwa jaringan kuantum berbasis memori dapat mengalahkan batas repeaterless fundamental, memvalidasi premis utama arsitektur pengulang kuantum .
• Terobosan ini menjembatani kesenjangan dari skala metropolitan (puluhan km) ke skala antar kota (ratusan km) jaringan kuantum, menunjukkan bahwa informasi kuantum yang tersimpan dapat dijerat secara andal pada jarak yang menghubungkan kota-kota .
• Pekerjaan ini meletakkan fondasi praktis untuk membangun pengulang kuantum berbasis memori yang skalabel yang suatu hari nanti dapat menjadi tulang punggung internet kuantum global, memungkinkan distribusi kunci kuantum jarak jauh, komputasi kuantum terdistribusi, dan komunikasi kuantum yang aman .