Добавить новость
smi24.net
News in English
Март
2023

Experiment translates quantum information between technologies

0

Researchers have discovered a way to “translate” quantum information between different kinds of quantum technologies, with significant implications for quantum computing, communication, and networking.

The research, published in the journal Nature on Wednesday, was funded by the Army Research Office (ARO), the Air Force Office of Scientific Research (AFOSR), and the NSF Quantum Leap Challenge Institute for Hybrid Quantum Architectures and Networks (HQAN), which is led by the University of Illinois Urbana-Champaign. It represents a new way to convert quantum information from the format used by quantum computers to the format needed for quantum communication.

Photons—particles of light—are essential for quantum information technologies, but different technologies use them at different frequencies. For example, some of the most common quantum computing technology is based on superconducting qubits, such as those used by tech giants Google and IBM; these qubits store quantum information in photons that move at microwave frequencies.

But if you want to build a quantum network, or connect quantum computers, you can’t send around microwave photons because their grip on their quantum information is too weak to survive the trip.

“A lot of the technologies that we use for classical communication—cell phones, Wi-Fi, GPS and things like that—all use microwave frequencies of light,” said Aishwarya Kumar, a postdoc at the James Franck Institute at University of Chicago and lead author on the paper. “But you can’t do that for quantum communication because the quantum information you need is in a single photon. And at microwave frequencies, that information will get buried in thermal noise.”

The solution is to transfer the quantum information to a higher-frequency photon, called an optical photon, which is much more resilient against ambient noise. But the information can’t be transferred directly from photon to photon; instead, we need intermediary matter. Some experiments design solid state devices for this purpose, but Kumar’s experiment aimed for something more fundamental: atoms.

The electrons in atoms are only ever allowed to have certain specific amounts of energy, called energy levels. If an electron is sitting at a lower energy level, it can be excited to a higher energy level by hitting it with a photon whose energy exactly matches the difference between the higher and lower level. Similarly, when an electron is forced to drop to a lower energy level, the atom then emits a photon with an energy that matches the energy difference between levels.

Rubidium atoms happen to have two gaps in their levels that Kumar’s technology exploits: one that exactly equals the energy of a microwave photon, and one that exactly equals the energy of an optical photon. By using lasers to shift the atom’s electron energies up and down, the technology allows the atom to absorb a microwave photon with quantum information and then emit an optical photon with that quantum information. This translation between different modes of quantum information is called “transduction.”

Effectively using atoms for this purpose is made possible by the significant progress scientists have made in manipulating such small objects. “We as a community have built remarkable technology in the last 20 or 30 years that lets us control essentially everything about the atoms,” Kumar said. “So the experiment is very controlled and efficient.”

He says the other secret to their success is the field’s progress in cavity quantum electrodynamics, where a photon is trapped in a superconducting, reflective chamber. Forcing the photon to bounce around in an enclosed space, the superconducting cavity strengthens the interaction between the photon and whatever matter is placed inside it.

Their chamber doesn’t look very enclosed—in fact, it more closely resembles a block of Swiss cheese. But what look like holes are actually tunnels that intersect in a very specific geometry, so that photons or atoms can be trapped at an intersection. It’s a clever design that also allows researchers access to the chamber so they can inject the atoms and the photons.

The technology works both ways: it can transfer quantum information from microwave photons to optical photons, and vice versa. So it can be on either side of a long-distance connection between two superconducting qubit quantum computers, and serve as a fundamental building block to a quantum internet.

But Kumar thinks there may be a lot more applications for this technology than just quantum networking. Its core ability is to strongly entangle atoms and photons—an essential, and difficult task in many different quantum technologies across the field.

“One of the things that we’re really excited about is the ability of this platform to generate really efficient entanglement,” he said. “Entanglement is central to almost everything quantum that we care about, from computing to simulations to metrology and atomic clocks. I’m excited to see what else we can do.”








Эндокринолог Филатова: меню против боли при ПМС

Фугу: одна из самых опасных рыб в мире, которая стала японским деликатесом

Певица SZA стала первым художественным руководителем Vans

«Слабовато получилось»: Суханкина раскритиковала вокал Чеботиной и Куртуковой


Sam Altman might be right: He’s not the only one who thinks the stock market is in ‘bubble’ territory

MTV VMAs 2025 First Performers Revealed: Sabrina Carpenter, J Balvin, Ricky Martin & More!

Midfielder frustrated as price tag blocks career changing move to Man United

Vintage photos show Alaska before it became a state


Александр Петров приручает дракона: вышел трейлер сказочного блокбастера «Горыныч»

Dat.ax от Axenix – в каталоге совместимости ПО АРПП «Отечественный Софт»

Праздник для всей семьи: отмечаем День флага России с Детским радио!

Рассвет на Ладоге.


Block Fortress 2 выйдет на iOS в середине сентября

1930s media mogul sim News Tower leaves early access in November, letting you build your journalism empire on the shoulders of the Mafia

Состоялся релиз RPG-выживача Dead Impact в App Store и Google Play

NEOWIZ и Mad Mimic готовят мобильную версию рогалика Dandy Ace



Патриарх Кирилл наградил вдову Лужкова орденом Святой княгини Ольги

С 12 по 14 сентября в ряде субъектов РФ пройдут выборы высших должностных лиц

Волонтер СВО пригласил Меланию Трамп в Донецк

Ставки — на максимум: «Выберу.ру» подготовил рейтинг социальных вкладов в августе 2025 года


Минерализация, pH и сезон: врач Энгельгардт рассказала, на что смотреть при выборе воды

От «Барыни» до горлового пения: Крутушка приглашает на юбилейный фестиваль

«Разговоры о важном» в детских садах начнут проводить с сентября

Дерматолог Энгельгардт перечислила продукты, из-за которых обостряются все кожные проблемы


Сегодня отмечается День фронтовой собаки...

РЭО: школьники предложили стратегии для экономики замкнутого цикла

ВС РФ перемалывают оборону ВСУ у Покровска и продолжают мощно наступать, карта боевых действий на утро 19 августа

Пассажиры столкнулись с массовыми задержками пригородных поездов в Петербурге


Блинкова потерпела поражение от Мертенс в первом раунде турнира в Монтеррее

Кудерметова улучшила свою позицию в рейтинге WTA, повысившись на шесть строчек

Хачанов займёт первую позицию среди российских теннисистов после завершения турнира в Цинциннати

Рублев: В матче с Алькарасом я выступил лучше, чем на Уимблдоне


8й этап OPEN RALLY CUP: триумфальный заезд в Петровском

Спортивный праздник для многодетных семей пройдет в Измайловском парке

РЭО: школьники предложили стратегии для экономики замкнутого цикла

Лариса Долина отметит свой юбилей грандиозным концертом «В кругу друзей» на сцене Государственного Кремлевского Дворца


Музыкальные новости

Владимир Пресняков выступит на фестивале ROOF FEST в Петербурге

Слушатели Цоя принесли цветы на Богословское кладбище в годовщину кончины музыканта

Иск о возмещении морального вреда подан на Басту

На благотворительном маркете в Москве выставят на продажу вещи Тимати


Лариса Долина отметит свой юбилей грандиозным концертом «В кругу друзей» на сцене Государственного Кремлевского Дворца

Лариса Долина отметит свой юбилей грандиозным концертом «В кругу друзей» на сцене Государственного Кремлевского Дворца

Ставки — на максимум: «Выберу.ру» подготовил рейтинг социальных вкладов в августе 2025 года

Лариса Долина отметит свой юбилей грандиозным концертом «В кругу друзей» на сцене Государственного Кремлевского Дворца


"Спартак" опустился на 14-е место в РПЛ после победы "Оренбурга"

Раскрыта тайна кулуарных переговоров на Аляске. Путин сделал это публично. Но вопросов стало только больше

Daily Mail: Попытка Трампа запугать Путина на Аляске не прошла

Лариса Долина отметит свой юбилей грандиозным концертом «В кругу друзей» на сцене Государственного Кремлевского Дворца


НОВЫЕ ПАРТНЕРСКИЕ ОТНОШЕНИЯ LG В СФЕРЕ КОНТЕНТА ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ВПЕЧАТЛЕНИЙ ОТ ПРЕБЫВАНИЯ В АВТОМОБИЛЕ – НА ВЫСТАВКЕ IAA MOBILITY 2025

Осталось пятеро детей: кем был погибший в ДТП экс-участник «Битвы экстрасенсов»

StarLine на Международном форуме «Такси»: цифровые решения для прибыли автопарков

Немец в России столкнулся с таджиком, нарушившим ПДД — осадил одной фразой: что он сказал


Путин сообщил наследному принцу Саудовской Аравии о переговорах с Трампом

WP сравнила подчерк Путина и Зеленского во время встречи с Трампом

Путин застал Трампа врасплох фразой на английском: немецкий журналист раскрыл детали встречи на Аляске

Лавров раскрыл детали телефонного диалога между Путиным и Трампом



«Короля кроссовок» Никиту Ефремова задержали за финансирование ФБК*

Блогера Никиту Ефремова задержали в Шереметьево за финансирование ФБК*

Блогер Никита Ефремов задержан по обвинению в пожертвованиях для ФБК*


Эндокринолог Филатова: меню против боли при ПМС

Институт проблем биорегуляции презентовал решения для репродуктивного здоровья на фестивале “Здорово на все 100”

Врач-косметолог Мадина Осман: какие процедуры стоит сделать в начале осени

Минерализация, pH и сезон: врач Энгельгардт рассказала, на что смотреть при выборе воды


Встреча Трампа с Зеленским и лидерами Европы прошла по плану Путина

Зеленский после встречи с Трампом отказался от требования о прекращении огня

Стубб намекнул на капитуляцию Киева по примеру Финляндии: «Мы нашли решение в 1944-м»

Кремль сообщил о поддержке повышения уровня прямых переговоров между Москвой и Киевом


В Москве прошел турнир "Герой шахматной доски"

В Москве пройдет благотворительный VK Star Market, гости которого смогут приобрести вещи российских знаменитостей

СМИ сообщают о переходе колумбийца Куэсты в «Спартак»

В Подольске стартовало первенство РФ по городошному спорту


Лукашенко 20 августа проведет в Минске переговоры с Президентом Ирана

Лукашенко и Пезешкиан обсудят региональную и международную безопасности

В Минске пройдут переговоры Лукашенко с президентом Ирана

Лукашенко встретится с иранским президентом Пезешкианом для переговоров


Сергей Собянин: Растим будущих инженеров

Сергей Собянин объявил о строительстве станции метро «Гольяново»

Собянин рассказал о масштабной модернизации исторических спорткомплексов Москвы

Собянин: Новую прогулочную зону открыли в Можайском районе


Москвичи смогут сдать старые книги в "Экоточках Москвы"

«Экоточки Москвы» откроют в столице для сбора ненужных книг

В «Экоточках Москвы» открыт сбор старых книг

Рядом с природными зонами старой Москвы застройщики реализуют 10% новостроек


Спортивный праздник для многодетных семей пройдет в Измайловском парке

В колонию Мордовии пытались доставить мобильный телефон, спрятанный в канцелярском маркере

РЭО: школьники предложили стратегии для экономики замкнутого цикла

Блогера Ефремова задержали в московском аэропорту: грозит до 8 лет колонии


Поморы, отдыхайте за границей и воздастся вам

В День флага на Красной пристани финиширует экспедиция «Мангазейский морской ход»

В Северодвинске сдана первая очередь ЖК «Аквилон Listva»

Виновнику ДТП с двумя жертвами на М-8 "Холмогоры" ужесточили наказание


Финансирование строительства дорог в Крыму: что ожидает регион

Какие бургеры лучше заказывать с доставкой?

Прогноз погоды в Крыму на 19 августа

Преимущества работы с агентством недвижимости: услуги, этапы


РЭО: школьники предложили стратегии для экономики замкнутого цикла

Лариса Долина отметит свой юбилей грандиозным концертом «В кругу друзей» на сцене Государственного Кремлевского Дворца

Депутат Бессараб рассказала о сокращении в школах России числа контрольных

ВС РФ перемалывают оборону ВСУ у Покровска и продолжают мощно наступать, карта боевых действий на утро 19 августа














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *