mboost-dp1

Yiwen Chu, Harvard University

Diamanter kan lagre informationer for kvantekommunikation

- Via Ingeniøren - , redigeret af Net_Srak

En samling af danske og amerikanske forskere har fundet en måde, hvorpå diamanter kan bruges til at muliggøre kvantekommunikation over længere afstande end tidligere.

Kvantekommunikation fungerer ved at sende enkelte fotoner gennem optiske fibre, men fotonerne kan godt gå tabt. Derfor vil en løsning med mellemstationer, som optager fotonet og udsender et nyt foton med samme information, gøre det muligt at sende informationen over meget længere afstande, uden man skal bekymre sig om, at dataet kan gå tabt.

Det er tidligere lykkedes at lave sådanne mellemstationer af gasatomer, men de er sværere at fastholde, så de kan rammes. Derfor har forskerne arbejdet med idéen om at bruge nitrogenatomer, der findes i diamanter som meget små urenheder. Urenheden rammes og udsender herefter et foton. Fotonets bølgelængde afhænger af elektronernes bevægelse i urenheden, og disse kan forskerne selv manipulere. Dermed kan de sørge for, at det udsendte foton er magen til det, som ramte urenheden.





Gå til bund
Gravatar #1 - Daniel-Dane
10. aug. 2010 14:53
Hvad har overskriften med brødteksten at gøre? De lagre ikke noget, de forfrisker blot signalet ved mellemstationer.
Gravatar #2 - Vandborg
10. aug. 2010 15:04
#1
Den bliver kort lageret i mellemstationen, som vil være en diamant med nogle nitrogenatomer, sådan forstår jeg det.
Gravatar #3 - Anders Fedеr
10. aug. 2010 15:08
Hvad er idéen i dette? Hvis fotonet ikke ændres hvorfor så overhovedet udsende et nyt?
Gravatar #4 - ismetteren
10. aug. 2010 15:25
#3: Af samme grund som man havde relæ stationer da man brugte telegrafer(og mugligvis stadigvæk?). Signalet kan gå tabt, vis man sender det over for lange afstande.
Gravatar #5 - Anders Fedеr
10. aug. 2010 15:30
En relæstation forstærker signalet = ændrer signalet.
Gravatar #6 - Testa
10. aug. 2010 15:41
Måske fordi at selv tab af små mængder fotoner vil ødelægge ideen bag den her måde at lave kommunikation mellem enheder på? Ved at lave mellem stationer kan man sende over meget større afstande uden at frygte at noget information er gået tabt undervejs og skal sendes igen.

Gravatar #7 - Daniel-Dane
10. aug. 2010 15:51
Nååå! Kilden kommer ind på, i modsætning til nyheden, at der udnyttes spin (og andre kvanteegenskaber?) ved kvantekommunikation. Disse skal bevares, men det er selvfølgelig (hehe) ikke muligt at aflæse fotonerne uden at ændre dem, og tricket ligger i, at diamanten skaber en nøjagtig kopi, og den originale foton og den nye bliver entagled (sammenfiltret).

Kilden skrev:
[...] det er muligt at udnytte kvanteeffekter til et opnå en form sammenfiltring (entanglement) af fotonen og atomet. Herved kan man senere genudsende en foton fra atomet ved den samme egenskaber som den oprindeligt indkommende foton.
Gravatar #8 - Anders Fedеr
10. aug. 2010 16:14
Testa (6) skrev:
Måske fordi at selv tab af små mængder fotoner vil ødelægge ideen bag den her måde at lave kommunikation mellem enheder på? Ved at lave mellem stationer kan man sende over meget større afstande uden at frygte at noget information er gået tabt undervejs og skal sendes igen.

Hvordan forhindrer eller mindsker brugen af mellemstationer tab af fotoner?

Hvorfor har pewbe ratet #3 irrelevant?
Gravatar #9 - carbonic
10. aug. 2010 16:32
Så jeg ikke dette i et afsnit af Eureka?
Gravatar #10 - Sugardad
10. aug. 2010 16:42
#1 øh nej? der står selv i teksten at den tager det gamle signal og sender et magen til, og alt bliver vel lagret, sådan en kvanteting der må også have noget kortidshukommelse så som ram, hvor tingene bliver lagret i.

#8 fordi det er irrelevant, og fordi han ikke har læst artiklen. hvad mener du med at du ikke forstår hvorfor signalet skal fornys? det er vel åbenlyst at det er fordi signalet taber styrke over længere afstande, lige som så mange andre ting gør, wifi, bluetooth osv. taber styrke over afstand, hvorfor skulle dette være en undtagelse

#3 fordi hvis man ikke fornyer signalet kan nogle af fotonerne gå tabt inden de når frem. det er lige som en bro der har bropiller for at skabe stabilitet, man kan ikke bare sætte en pille ved punkt A og B, man skal have noget imellem så det ikke kollapser
Gravatar #11 - Anders Fedеr
10. aug. 2010 17:00
*suk*
Gravatar #12 - drbravo
10. aug. 2010 17:56
#10
Så fotonen mister stille og rolig energi? Hvis kablet er langt nok, kommer fotonerne så ud med en 30-40 km/t? Eller er det bølgelængden der bliver længere, så man kan putte blåt lys ind og få varme ud? :D
Gravatar #13 - Nucifer
10. aug. 2010 18:29
Så-så, ikke mobbe :-)

Men seriøst, #10, der er altså noget, du skal have læst op på.

Jeg har svært ved at se, hvordan det her resultat nogensinde skal finde praktisk anvendelse. Som det fungerer nu sidder urenhederne i selve den optiske fiber. Forstærkningsffekten er marginalt anderledes end det, de her har fundet frem til.

De skal i hvert fald først finde frem til en masseproduktionsmetode, så de kan indsætte deres diamanter med usvigelig nøjagtighed i optiske fibre.

Og nåja, de skal også lige masseproducere de her meget præcist dopede diamanter.

Men okay, resultatet bliver skrevet i en bog, og så kan vi hive det frem igen engang. Det bliver sikkert til noget helt andet.
Gravatar #14 - praktikant muffe AKA pewbe
10. aug. 2010 18:33
Anders Feder (8) skrev:
Hvorfor har pewbe ratet #3 irrelevant?


Anders Feder (3) skrev:
Hvis fotonet ikke ændres hvorfor så overhovedet udsende et nyt?


#0 skrev:
men fotonerne kan godt gå tabt
Gravatar #15 - Anders Fedеr
10. aug. 2010 19:29
#14 Ja. Så hvad nytter det at gensende de fotoner der ikke gik tabt?
Gravatar #16 - Toadstool
10. aug. 2010 19:41
#15 Fordi fotonet ikke er nået så langt at der endnu er risiko for at det vil gå tabt. Og for at undgå at det evt. går tabt ved at flyve længere endnu laver man en mellemstation der kan sende et nyt foton ud, med samme information, der så kan holde i lige så lang tid som det forrige før det behøver en mellemstation.

Kort version: Man gensender et nyt foton med samme information for at undgå den risiko det medfører at lade det gamle foton fortsætte.
Gravatar #17 - Sugardad
10. aug. 2010 19:59
#12 kan godt være jeg skal have læst lidt på det, men heldigvis ikke så meget som dig. "Hvis kablet er langt nok, kommer fotonerne så ud med en 30-40 km/t?" er det et spørgsmål til mig eller hvad eller til dig selv? hvis det er til mig kan jeg intet sige for har ikke sagt et ord om hastighed og 40km/s osv.

"Eller er det bølgelængden der bliver længere, så man kan putte blåt lys ind og få varme ud? :D" WHAT? srsly sidder du bare og finder på ting og tror jeg hopper på dem nu. tror også lige du får en "sjov" rating
Gravatar #18 - Daniel-Dane
10. aug. 2010 20:40
#16
Hvordan kan DET nogensinde give nogen form for mening? Du sender en foton af sted, stopper den, for så at sende en ny af sted.
Gravatar #19 - MEGAMASTER4000
10. aug. 2010 21:37
#17

Vi takker for dagens sidste lol :)
Gravatar #20 - lindysign
10. aug. 2010 23:20
#1 Du har ret, der lagres ingenting, der forstærkes. Lagring betyder at noget bliver liggende, og det er ikke tilfældet her. Det er ligesom de "evighedsmaskiner" hvor du der hænger nogle kugler, og trækker du én ud og slipper den, så svinger den ind, rammer nogle andre kugler og skubber den i modsatte side ud.

I dette tilfælde gøres det bare med fotoner og de "svinger" ikke tilbage. ;)

Og nej, det er vist ikke ret sandsynligt at denne opfindelse bliver til andet end forskning.
Gravatar #21 - dan1el
11. aug. 2010 00:13
ikk enyt, vi venter bare.

Kan huske "beyond 2000" rapporterede på det...hvornår var det ? engang i midt 80erne ?
Gravatar #22 - astemix
11. aug. 2010 02:11
Det giver da meget god mening hvis du kikker på i forhold til netværk

En repeater "mindene lidt som en hub bare kun en udgang "
som ekempel tager signalet der sendes ind "måske tabt en smule styrke på vejen" så forstærker det op til fuldt signal og det går så videre så i stedet for at eventuelt at noget af signalet ville have gået tabt i kablet kommer alt resten af vejen

det er standard netværks filosofi eller hvad man nu skal kalde det
Gravatar #23 - Anders Fedеr
11. aug. 2010 02:20
Nevermind. Der gælder vist andre fysiske love på newz end i resten verden.
Gravatar #24 - astemix
11. aug. 2010 06:09
#23
problemmet Anders Feder er at det kan godt være de ikke er gået tabt men de har måske ikke nok energi til at komme videre og dermed gå tabt
så er det så bedre at tage signalet og slynge det ud med fuld styrke så det når frem

hvis du ikke forstår den del så læs noget CCNA

der er intet nyt i en repeater
Gravatar #25 - over9001
11. aug. 2010 07:21
Nu må I lige...!

Photoner mister ikke energi over afstande. Hvis de gjorde det ville de ændre farve, hvilket ville kræve at de ramte en atom, som skulle skifte energi niveau, for at sende en ny photon ud. (Det var det Einstein fik nobel prisen for)

Idéen med denne diamantstruktur, er at informationer om entanglement bliver gemt i nitrogenatomerne. Dvs at næste gang at et nyt photon rammer nitrogenatomet, vil det sende et ny photon ud, men med samme entangelment som det gamle.
Gravatar #26 - marty
11. aug. 2010 07:57
Tillad mig at citere lidt fra artiklen i Nature:

Quantum entanglement between an optical photon (...), Nature 466 skrev:
A quantum network(13) consists of several nodes, each containing a long-lived quantum memory and a small quantum processor, that are connected via entanglement. Its potential applications include long-distance quantum communication and distributed quantum computation(15). Several recent experiments demonstrated on-chip entanglement of solid-state qubits separated by nanometre(16) to millimetre (17,18) length scales. However, realization of long-distance entanglement based on solid-state systems coupled to single optical photons(19) is an outstanding challenge. The nitrogen-vacancy (NV) centre, a defect in diamond consisting of a substitutional nitrogen atom and an adjacent vacancy, is a promising candidate for implementing a quantum node.


Og skulle man være i tvivl om, hvad et kvantenetværk er:

"The quantum internet, Nature 453" skrev:
The realization of quantum networks composed of many nodes and channels requires new scientific capabilities for generating and characterizing quantum coherence and entanglement. Fundamental to this endeavour are quantum interconnects, which convert quantum states from one physical system to those of another in a reversible manner. Such quantum connectivity in networks can be achieved by the optical interactions of single photons and atoms, allowing the distribution of entanglement across the network and the teleportation of quantum states between nodes.


Man altså behov for både en transportsmulighed (carrier) og en opbevaringsmulighed (storage) i et hvert netværk. Som jeg forstår det, er opbevaringen ikke nødvendigvis til repeating, forstærkning eller hvad I vil kalde det... det er mere en fundamental brik i et netværk - at kunne "fange" den information, der kommer fra carrieren (interconnectet), så den kan distribueres.
Gravatar #27 - dman
11. aug. 2010 14:40
over9001 (25) skrev:
Nu må I lige...!

Photoner mister ikke energi over afstande. Hvis de gjorde det ville de ændre farve, hvilket ville kræve at de ramte en atom, som skulle skifte energi niveau, for at sende en ny photon ud. (Det var det Einstein fik nobel prisen for)


Så rødforskydning findes ikke :P
Gravatar #28 - drbravo
11. aug. 2010 14:56
#27
Der findes da også blåforskydning ;)
Gravatar #29 - Anders Fedеr
11. aug. 2010 15:00
dman (27) skrev:
Så rødforskydning findes ikke :P

Rødforskydning har intet med afstand at gøre.
Gravatar #30 - dman
11. aug. 2010 15:03
#29. Jo da hvis rummet, hvori fotonen aflægger sin afstand er under udvidelse.. eller er der noget jeg ikke har fattet?
Gravatar #31 - dman
11. aug. 2010 15:03
Sorry jeg failede lige :S .. og der skulle stå en afstand ikke sin afstand .... lol
Gravatar #32 - Anders Fedеr
11. aug. 2010 15:45
dman (30) skrev:
#29. Jo da hvis rummet, hvori fotonen aflægger sin afstand er under udvidelse.. eller er der noget jeg ikke har fattet?

Hvis du ser på din stuelampe er den ikke rødforskudt, men hvis du ser på Andromeda-galaksen er den blåforskudt (det modsatte af rødforskudt). Betyder det så at Andromeda-galaksen er tættere på dig end din stuelampe?
Gravatar #33 - drbravo
11. aug. 2010 16:04
#32

Det er kun på meget få objekter det menneskelige øje kan erkende en farveforskydning. Hvordan vil du for eksempel udelukke at din stuelampe ikke er blåforskudt?
Gravatar #34 - Anders Fedеr
11. aug. 2010 16:07
"ser" i overført betydning, som i "betragter med et eller andet instrument der er egnet til at måle rødforskydning".
Gå til top

Opret dig som bruger i dag

Det er gratis, og du binder dig ikke til noget.

Når du er oprettet som bruger, får du adgang til en lang række af sidens andre muligheder, såsom at udforme siden efter eget ønske og deltage i diskussionerne.

Opret Bruger Login