Internet kwantowy coraz bliżej

Fot. Pixabay CC0

Zespół naukowców pod wodzą Uniwersytetu w Groningen dokonał ważnego dla komunikacji odkrycia. Mowa o bitach kwantowych, które emitują fotony w zakresie długości fal zbliżonych do używanych przez dostawców telekomunikacyjnych. Oparte są one na węgliku krzemu zanieczyszczonych molibdenem.

Nie od dziś uważa się, że komunikacja kwantowa byłaby bardziej wydajna, obiecując lepsze moce obliczeniowe i niezniszczalną kryptografię. W tej dziedzinie nawet zanotowano kilka sukcesów. Problem polega jednak na tym, że takie fotony mają zazwyczaj długość fal nieodpowiadającą stosowanym powszechnie światłowodom.

Wydaje się jednak, że problem ten znalazł rozwiązanie. Fizycy z Uniwersytetu w Groningen w Holandii oraz ich szwedzcy koledzy z Uniwersytetu w Linköping i firmy półprzewodnikowej Norstel AB poinformowali o odkryciu kubitu. Jest on w stanie przekazywać informacje o swoim stanie przy długości fali 1100 nanometrów. Co ważniejsze, można ona zostać dostrojona do długości fal zbliżonych do używanych w transmisji danych.

Jak doszło do tego odkrycia? Węglik krzemu jest półprzewodnikiem i często ulega zanieczyszczeniom. Ale to właśnie one mogą tworzyć tak zwane centra kolorów, które reagują na światło o określonej długości fali. W odpowiedzi na światło, elektrony atomów tych centrów, przeskakują na wyższy poziom eneregetyczny, czyli ulegają wzbudzeniu. Powracając, emitują nadwyżkę energii w postaci fotonu. „W przypadku, gdy zanieczyszenie stanowi molibden, są to fotony podczerwone, które mają długość fali zbliżoną do tej używanej w komunikacji." - wyjaśnia Tom Bosma, pierwszy autor artykułu.

Kiedy lasery wysyłają światło na właściwą energię do tych centrów kolorów, elektrony w zewnętrznej powłoce atomów molibdenu w kryształach węglika krzemu są kopane do wyższego poziomu energii. Kiedy wracają do stanu podstawowego, emitują swoją nadwyżkę energii jako foton. "W przypadku zanieczyszczeń molibdenowych będą to fotony podczerwone o długości fali bliskiej długości wykorzystywanej w komunikacji danych" - wyjaśnia Bosma.

Biorąc pod uwagę, że istnieje wiele substancji, które mogą tworzyć centra kolorów w kryształach węglika krzemu, naukowcy są pewni, że mogą opracować długość fali o poziomie stosowanym w standardowych światłowodach. Jeśli się to uda, internet kwantowy może wkrótce stać się rzeczywistością.

(KB)