Pesquisadores implementam troca de emaranhamento com fontes independentes em 100 km de fibra óptica
p Esquema do experimento de troca de emaranhamento. Crédito:ZHANG Qiang
p Um grupo de cientistas liderado pelo Prof. Zhang Qiang e Pan Jianwei da Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC) demonstrou com sucesso a troca de emaranhamento com duas fontes independentes a 12,5 km de distância usando 103 km de fibra óptica. p Realizar a troca de emaranhamento de longa distância com fontes independentes em condições do mundo real é importante para as redes quânticas futuras e o estudo fundamental da teoria quântica.
p Contudo, devido à sua alta suscetibilidade aos efeitos ambientais, demonstração do princípio havia sido alcançada anteriormente em apenas algumas dezenas de quilômetros de fibra óptica subterrânea, e não houve relato de implantação com fibra ótica com comprimento superior a 100 km ou com fibra ótica suspensa.
p Para aumentar a distância experimental, Cientistas do USTC exploraram duas fontes independentes de pares de fótons emaranhados em intervalos de tempo sequenciais de relógio de 1 GHz, desenvolveu vários controles automáticos de estabilidade, e implementou com sucesso um teste de campo de troca de emaranhamento em um link de fibra óptica de 103 km composto por cerca de 77 km de fibra óptica dentro do laboratório, 25 km de fibra óptica fora do laboratório, mas mantida no subsolo, e 1 km de fibra ótica suspensa no ar fora do laboratório para responder a vários tipos de mecanismos de ruído no mundo real.
p A equipe aumentou o comprimento da fibra óptica da distância metropolitana para a distância intermunicipal. É importante notar que fibra óptica suspensa foi usada no experimento. A perda e estabilidade do canal de fibra ótica no experimento foi suficiente para corresponder à de uma fibra ótica implantada subterrânea típica com mais de 100 km de comprimento.
p Para aumentar a taxa de eventos, os cientistas atualizaram as fontes para fontes de pares de fótons emaranhados no intervalo de tempo sequencial de 1 GHz. Além disso, eles melhoraram o sistema de polarização e compensação de atraso. O trabalho foi publicado em
Optica e intitulado "Entanglement trocando mais de 100 km de fibra óptica com fontes independentes de pares de fótons emaranhados."
p A configuração deste experimento fornece uma plataforma promissora para muitos testes fundamentais no futuro. A configuração do experimento permite a separação semelhante a um espaço entre quaisquer duas medidas de distância realizadas nos experimentos, e várias relações de espaço-tempo podem ser alcançadas combinando fibra óptica enrolada e fibra óptica implantada.
p Os resultados mostram que realizar a troca de emaranhamento entre duas cidades é tecnicamente viável, mesmo se mais fibra suspensa for usada.
p O experimento também verifica a viabilidade de tais tecnologias para redes quânticas de longa distância e abre novas possibilidades para aplicações futuras em ambientes mais complicados.
p Como Hoi-Kwong Lo, editor associado de
Optica , disse, "A troca de emaranhamento em longas distâncias é um ingrediente crucial para redes quânticas em fibra óptica. O artigo fornece detalhes importantes sobre a sincronização das fontes, a estabilização da distância óptica, e polarização. "