Система использует маленький и рентабельный фотонный чип, изготовленный посредством процессов, подобных используемым для интегрированной электроники. С микрокольцевым резонатором на чипе, взволнованным лазером, фотоны испускаются в парах, которые разделяют сложное квантовое состояние. Фотоны построены в государстве, показывающем много добавленных компонентов частоты: у фотонов есть несколько цветов одновременно, и цвета каждого фотона в паре связаны (запутанные), независимо от их расстояния разделения.С каждой частотой – или цвет – представление измерения, фотоны произведены на чипе как высоко-размерное квантовое состояние (quDit).
К настоящему времени квантовая информатика в основном сосредоточилась на эксплуатации кубитов, на основе двумерных систем, где два государства нанесены (например, 0 И 1 в то же время, в отличие от классических битов, которые являются 0 ИЛИ 1 в любое время). Работа в области частоты позволяет суперположение еще многих государств (например, высоко-размерный фотон может быть красным И желтым И зеленым И синим, хотя фотоны, используемые здесь, были инфракрасными для телекоммуникационной совместимости), увеличивая объем информации в единственном фотоне.До настоящего времени профессор Роберто Морандотти, который возглавляет исследовательскую группу INRS, подтверждает реализацию квантовой системы по крайней мере со ста размерами, используя этот подход, и разработанная технология с готовностью растяжимая, чтобы создать две-quDit системы больше чем с 9 000 размеров (соответствующий 12 кубитам и вне, сопоставимый с состоянием в значительно более дорогих/сложных платформах).Использование области частоты для таких квантовых состояний позволяет их легкую передачу и манипуляцию в системах оптоволокна. «Сливая области квантовой оптики и сверхбыстрой оптической обработки, мы показали, что высоко-размерная манипуляция этих государств – действительно возможные использующие стандартные телекоммуникационные элементы как модуляторы и фильтры частоты», вызывает телекоммуникационная система стресс у опытного профессора Хосе Азаны, co-наблюдателя проводимого исследования.
До сих пор достижения в установленных технологиях для телекоммуникационного сектора были предназначены для манипуляции классических сигналов. Это исследование – переломный момент: достижения могут быть немедленно переданы квантовой науке и непосредственно позволят фундаментальные расследования высоко-размерных особенностей квантового состояния, применения в большом алфавите основанные на волокне квантовые коммуникации и будущее развитие области частоты, высоко-размерных квантовых логических вентилей и других заявлений.
Ведущие авторы Майкл Куес и Кристиан Раймер отмечают, что основной момент продемонстрированной платформы – своя доступность: Это легко построить и эксплуатирует компоненты, используемые в стандартных телекоммуникационных системах, которые коммерчески доступны везде. Таким образом, в ближайшей перспективе, исследователи во всем мире будут в состоянии включить и продвинуть эту технологию, позволяя прыжок в разработке практических приложений кванта.