Tüm İnternet, hız ve güvenliğe oyun değiştiren bir yükseltme yaparsa faydaları hayal edin. Bu, kuantum internetin vaadidir – çalışmak için tek foton kullanan gelişmiş bir sistem. Tohoku Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, benzeri görülmemiş düzeyde verimlilikle tek ve kuantum dolaşmış fotonları yönlendirebilen yeni bir fotonik yönlendirici geliştirdiler. Kuantum optiklerindeki bu ilerleme bizi kuantum ağlarına ve yeni nesil fotonik kuantum teknolojilerine günlük bir gerçeklik haline getiriyor.
Bulgular şurada yayınlandı Gelişmiş kuantum teknolojileri 2 Eylül 2025’te.
Fotonlar, güvenli iletişimden güçlü kuantum bilgisayarlara kadar ortaya çıkan birçok kuantum uygulamasının omurgasıdır. Bu teknolojileri pratik hale getirmek için, fotonlar, taşıdıkları hassas kuantum durumlarını rahatsız etmeden hızlı ve güvenilir bir şekilde yönlendirilmelidir.
Polarizasyon, bir fotonun elektrik alanının oryantasyonu, kuantum bilgilerini kodlamanın en yaygın yollarından biridir. Bununla birlikte, şimdiye kadar, hiçbir cihaz hem düşük kayıp hem de yüksek sadakat ile telekom dalga boylarında keyfi polarizasyon fotonlarını yönlendirememiştir.
Tohoku Üniversitesi Bilim Enstitüsü’nden Profesör Fumihiro Kaneda liderliğindeki araştırma ekibi, yeni bir elektro-optik yönlendirici geliştirerek bu zorluğun üstesinden geldi. Bu yönlendirici, optik yolların tipik bir dikdörtgen yerine paralelkenar oluşturduğu kompakt, özel olarak tasarlanmış bir interferometreye sahiptir. Bu tasarım, tüm optik bileşenlerin neredeyse normal bir insidans açısında polarizasyon bakımını sağlar.
Kaneda, “Bu, bilgilerin yol boyunca kaybolduğu kırık bir telefon oyunu gibi olmamalı,” diye açıklıyor Kaneda. “Esasen, tasarımımız, alınan sinyalin gönderilen sinyale mümkün olduğunca yakın olması için bunu yapıyor – foton polarizasyonu% 99’un üzerinde sadakatle korundu.”
Bu gelişmeler, minimum sayıda optik bileşene sahip bir yönlendirici ile sonuçlandı, optik kaybı önemli ölçüde azaltı ve kararlı, yüksek kaliteli performansı sağladı.
“Sadece 0,06 dB kaybı olan fotonları sadece%1,3’tür,” diye açıklıyor Kaneda, “sadece nanosaniye hızlarında verimli bir şekilde çalışıyor değil, günümüzde internet için kullandığımız telekomünikasyon ağları ile zaten uyumludur. Bu araştırmalardan kaynaklanan bulgular, pratik kuantum ağ teknolojilerinin geliştirilmesi için değerli bir temel sağlamaktadır.”
Dünyanın ilk bir gösterisinde, ekip aynı zamanda iki foton dolaşmış devletleri başarıyla yönlendirdi-kuantum algılama ve kuantum ağları için önemli bir kaynak-yaklaşık%97’lik parazit görünürlüğünü korudu. Bu, yönlendiricinin sadece bireysel kuantum bitlerini değil, aynı zamanda karmaşık multiphoton dolaşmayı da ele alabileceğini gösterir – kuantum teknolojilerini ölçeklendirmek için anahtar bir gereksinim.
Genellikle yüksek kayıp, gürültü veya bozulmadan muzdarip olan önceki yaklaşımlarla karşılaştırıldığında, bu yeni cihaz pratik kullanım için gereken tüm kritik özellikleri birleştirir: düşük kayıp, yüksek hız, gürültüsüz çalışma ve mevcut telekom fiber ağlarıyla uyumluluk.
