Souhrn
Kvantové technologie dosahují stále větší praktické využitelnosti, zejména díky fotonice, která umožňuje efektivní přenos kvantové informace mezi komponentami a systémy. Výzkum publikovaný v časopise Nature Materials zdůrazňuje, že fotonické platformy jsou nezbytné pro budování škálovatelných a propojených kvantových architektur.
Klíčové body
- Fotonika je klíčová pro propojování kvantových počítačů, senzorů a komunikačních sítí.
- Pokroky v zdrojích kvantového světla, fotonických obvodech a detektorech jednotlivých fotonů urychlují vývoj reálných aplikací.
- Optická vlákna již umožňují krátkodosahovou komerční kvantovou komunikaci, zatímco satelitní systémy připravují půdu pro globální kvantové sítě.
- Redukce ztrát fotonů je kritická pro budování chybově odolných kvantových počítačů a kvantových opakovačů.
- Využití provázaných fotonů v kvantové metriologii může překonat klasické limity přesnosti měření.
Podrobnosti
Fotonické technologie umožňují přenos kvantové informace pomocí fotonů – nositelů kvantových bitů (qubitů) – což je zásadní pro distribuované kvantové systémy. Výzkumníci jako Hui Wang a jeho tým zdůrazňují, že pokroky v integrované fotonice, jako jsou na čip integrované zdroje jednofotonového záření a detektory s vysokou účinností, jsou klíčové pro miniaturizaci a spolehlivost kvantových zařízení. Například vláknové kvantové sítě už dnes umožňují komerční nasazení kvantového šifrování (QKD) na městské úrovni, zatímco čínský satelit Micius ukázal možnost mezikontinentálního QKD. Pro kvantové počítání je však největší výzvou fotonová ztráta – každý ztracený foton znamená ztrátu informace. Proto se vývoj soustředí na tzv. ztrátově tolerantní kódování a lepší materiály pro fotonické čipy. V metriologii pak provázané fotony umožňují dosáhnout Heisenbergovy meze přesnosti, což má potenciál revolučně zlepšit například gravitační senzory nebo magnetometry.
Proč je to důležité
Fotonika není jen doplňkovou technologií, ale nosným prvkem budoucí kvantové infrastruktury. Bez ní nebude možné propojit různé typy kvantových procesorů (např. supravodivé qubity s iontovými pastmi) do hybridních systémů. To má strategický význam pro národní bezpečnost, finanční systémy i vědecký výzkum. V kontextu globální „kvantové závody“ se fotonické schopnosti stávají klíčovým ukazatelem technologické suverenity.
Zdroj: 📰 Nature.com
| 