❗️USTC поставил рекорд преобразования частоты 393→1550 нм для квантовых сетей

Команда USTC под руководством Пань Цзяньвэя и Чжан Цяна показала низкошумовое преобразование частоты фотонов из УФ-диапазона (393 нм) в телеком-полосу 1550 нм. Работа опубликована в Physical Review Letters.

Ловушки ионов - одна из ведущих платформ квантовых сетей: долгая когерентность и точное управление. Но ионы излучают в ультрафиолете, который быстро поглощается в оптоволокне. Спасает квантовое преобразование частоты (QFC), сохраняющее квантовое состояние фотона, - однако раньше эффективность была низкой, шум высоким, а запутанность между ионными узлами ограничивалась метрами.

Исследователи построили количественную модель влияния дефектов доменов кристалла на квази-фазовый синхронизм и подтвердили её экспериментально. Обнаружив, что при коротковолновой накачке преобразование и главный источник шума (спонтанное параметрическое рассеяние) смещаются в противоположные стороны, они подавили шум накачки.

Итог: эффективность 28,8% «от конца до конца» и шум 35 отсчётов в секунду - примерно в 30 раз эффективнее и на два порядка тише предыдущих работ. Модуль уже применён с кубитами на ионах кальция-40: сигнал/шум 120:1, дальняя запутанность и device-independent QKD. Это ключевой компонент масштабируемых квантовых повторителей.

🎨 qvabo.studio/tg · картинки и видео

#Tech #QuantumNets #Photonics #QuantumComputing #Science #USTC