Sebelumnya para peneliti telah mengembangkan dan mendemonstrasikan fungsi dasar dari modem kuantum untuk keperluan internet kuantum di masa depan. Setidaknya, ini dapat diintegrasikan ke dalam jaringan serat optik telekomunikasi yang telah ada saat ini.
Revolusi kuantum pertama menghasilkan elektronik semikonduktor, laser, dan terakhir internet. Revolusi kuantum kedua yang akan datang menjanjikan komunikasi antispy, sensor kuantum yang sangat presisi. Juga, komputer kuantum untuk tugas komputasi yang sebelumnya tidak dapat diselesaikan. Tetapi revolusi ini masih dalam tahap awal.
Sekarang, para peneliti di University of Science and Technology of China dan Jinan Institute of Quantum Technology baru-baru ini menunjukkan keterikatan kuantum antara dua perangkat memori yang terletak pada jarak 12,5 km satu sama lain dalam lingkungan perkotaan.
“Pada tahun 2020, kami menerbitkan sebuah makalah di mana kami mendemonstrasikan keterikatan dua memori kuantum melalui tautan serat sejauh 50 km,” kata Xiao-Hui Bao, salah satu peneliti yang melakukan penelitian tersebut kepada Phys.org.
“Dalam percobaan itu, kedua memori yang kami gunakan terletak dalam satu lab dan karenanya tidak sepenuhnya independen. Langkah selanjutnya dalam penelitian kami adalah membuat kedua memori tersebut sepenuhnya independen, sambil menempatkan jarak yang jauh di antara keduanya.”
Dalam percobaan mereka, Bao dan rekan-rekannya memperkenalkan dua simpul kuantum di lokasi berbeda di lingkungan perkotaan, menempatkan keduanya pada jarak 12,5 km satu sama lain. Di simpul pertama, yang disebut simpul A, mereka menjerat memori kuantum pertama mereka dengan satu foton. Foton tunggal ini kemudian dikirim ke simpul B dan disimpan dalam memori kuantum kedua.
“Dengan cara ini kita menjerat dua memori kuantum jarak jauh,” jelas Bao. “Karena foton yang dipancarkan dari memori kami mendekati inframerah (795 nm), karena tidak cocok untuk transmisi low-loss dalam serat, kami menggunakan teknik konversi frekuensi kuantum untuk menggeser panjang gelombang foton ke 1342 nm, yang meningkatkan keseluruhan efisiensi transmisi secara signifikan.”
Sementara beberapa penelitian sebelumnya telah menunjukkan koneksi kuantum jarak jauh, mereka terutama melibatkan transfer foton terikat. Di sisi lain, Bao dan rekan-rekannya membuat keterikakatan antara dua perangkat memori kuantum berbasis atom.
Ini dapat memungkinkan konektivitas antara beberapa node yang berbeda, yang merupakan persyaratan utama untuk membangun jaringan komputasi kuantum yang andal.
“Pencapaian utama dari pekerjaan kami baru-baru ini adalah kami menyadari jarak terjauh dari distribusi keterjeratan dengan memori kuantum,” kata Bao. “Keterikatan seperti itu adalah sumber daya mendasar untuk membangun jaringan kuantum dan repeater kuantum.”
“Dalam percobaan saat ini, keterjeratan jarak jauh yang dihasilkan belum digembar-gemborkan, membatasi aplikasi lebih lanjut,” tambah Bao.
“Dalam waktu dekat, kami berencana untuk mengimplementasikan versi yang digembar-gemborkan, sementara kami berencana untuk menambah jumlah node juga.”
Penelitian ini telah diterbitkan di Physical Review Letters.
