Opis projektu
Tworzenie długotrwałych, przestrzennie kompatybilnych pamięci kwantowych
Doświadczenia kwantowe prowadzone w przestrzeni doprowadziły do uzyskania wielu ciekawych i zaawansowanych technologicznie rozwiązań, które mogą okazać się korzystne dla długodystansowej komunikacji kwantowej. Jednak odległość „zasięgu wzroku” nadal ogranicza bezpośrednią transmisję informacji kwantowej do kilku tysięcy kilometrów. Jednym z rozwiązań, które mogą temu zaradzić, jest wyposażenie satelitów w pamięci kwantowe. Ponadto obserwacja wpływu zjawisk grawitacyjnych na układy kwantowe pozwoliła naukowcom zyskać nowy punkt widzenia na poszukiwanie kwantowej teorii grawitacji. Badania nad długotrwałym splątaniem układów materii kwantowej w zakrzywionej czasoprzestrzeni mogą prowadzić do nowych odkryć fizycznych. Dlatego w ramach finansowanego przez UE projektu QSPACE są prowadzone działania mające doprowadzić do powstania kompatybilnej przestrzennie, chłodzonej laserowo pamięci kwantowej o małym śladzie z czasami przechowywania rzędu sekund. Taki system mógłby okazać się bardziej przydatny niż pozbawione pamięci schematy komunikacji kwantowej z realistyczną wydajnością pamięci.
Cel
Quantum experiments in space open up numerous interesting technological and scientific possibilities in the last years. Long-distance quantum communication (QC) is one of the first applications that would benefit from these advances as quantum information can be transferred over very long distances by satellites. However, this range is limited by the line-of sight distance which limits the direct transmission of quantum information to around few thousand kilometres. One solution to reach true global distances while relaxing the security assumptions used in satellite QC is to equip satellites with quantum memories (QMs). This would allow the implementation of satellite-based quantum repeater networks that could potentially cover global distances and increase the secret key rates by synchronising otherwise probabilistic detection events.
On the other hand, scientifically, the possibility of observing gravitational effects on quantum systems has the promise of bringing new perspectives into the search of a quantum theory of gravitation. In this regard, research into long-lived entanglement of quantum matter systems in curved space time could yield new physical insights. Along these lines we propose to develop a space-compatible, small-footprint laser-cooled quantum memory with storage times in the order of seconds. Our preliminary work suggests that such a system could beat the memory-less quantum communication schemes with realistic memory performances.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordynator
10117 Berlin
Niemcy