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Quantendetektor könnte
Quantencomputern dabei helfen zu kommunizieren.
Diese Nahaufnahme zeigt einen einzelnen
PEACOQ-Detektor (Performance-Enhanced Array for Counting Optical Quanta). Ein einzelner Detektor ist kleiner als ein Zehncentstück und besteht aus 32 supraleitenden Nanodrähten aus
niobium nitride auf einem Siliziumchip, der an Anschlüssen befestigt ist, die sich wie das Gefieder des Namensgebers, der Pfau, des Geräts auffächern. Jeder einzelne Nanodraht ist etwa 10.000 Mal dünner als ein menschliches Haar, und der aktive Detektor (in dem grün-schwarzen Quadrat am unteren Rand des Geräts) misst nur 13 Mikrometer im Durchmesser.
Abbildung A zeigt eine Siliziumscheibe, auf den das
Microdevices Laboratory des Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien 32
PEACOQ-Detektoren gedruckt hat.
Kredit: NASA/JPL-Caltech
Der äußerst empfindliche
PEACOQ-Detektor wird am JPL entwickelt, um einzelne Photonen, Quantenpartikel des Lichts, mit einer extrem hohen Rate zu erkennen. Jeder
PEACOQ-Detektor kann den genauen Zeitpunkt des Auftreffens eines Photons auf den Detektor (auf 100 Billionstel einer Sekunde genau) mit einer Rate von 1,5 Milliarden Photonen pro Sekunde messen, so als würde man einzelne Wassertropfen zählen, während sie von einem Feuerwehrschlauch versprüht werden. Kein anderer Detektor hat diese Rate erreicht.
Der Detektor könnte zum Aufbau eines globalen
Quantenkommunikationsnetzes beitragen, das die Datenübertragung zwischen Quantencomputern, die Hunderte von Kilometern voneinander entfernt sind, erleichtert.
PEACOQ-Detektoren könnten an bodengestützten Terminals angebracht werden, um Photonen zu empfangen, die mit Quanteninformationen kodiert sind, die von
"Knotenpunkten" an Bord von Satelliten in der Erdumlaufbahn übertragen werden.
Quantendetektor der NASA erreicht weltweit führenden Meilenstein.Quantencomputer versprechen, millionenfach schneller zu arbeiten als herkömmliche Computer. Um über große Entfernungen kommunizieren zu können, benötigen Quantencomputer jedoch ein spezielles Quantenkommunikationsnetz.
Ioana Craiciu, die Leiterin der Studie, steht neben dem Kryostat, mit dem PEACOQ bei Temperaturen von nur einem Grad über dem absoluten Nullpunkt getestet wurde.Bei dieser Temperatur befindet sich der Detektor in einem supraleitenden Zustand, der es seinen Nanodrähten ermöglicht, absorbierte Photonen in elektrische Impulse umzuwandeln.
Bildnachweis: NASA/JPL-CaltechQuantencomputer kommunizieren anders als herkömmliche Computer. Sie kodieren Informationen als
Quantenbits (Qubits) in fundamentalen Teilchen wie Elektronen und Photonen, die nicht kopiert und weitergesendet werden können, ohne zerstört zu werden. Erschwerend kommt hinzu, dass Quanteninformationen, die über optische Fasern mittels kodierter Photonen übertragen werden, bereits nach einigen Dutzend Kilometern an Qualität verlieren, was die Größe eines künftigen Netzwerks stark einschränkt.
Damit Quantencomputer über diese Beschränkungen hinaus kommunizieren können, könnte ein spezielles optisches Freiraum-Quantennetzwerk "Knoten" an Bord von Satelliten umfassen, die die Erde umkreisen. Diese Knoten würden Daten weiterleiten, indem sie Paare verschränkter Photonen erzeugen, die an zwei Quantencomputer-Terminals gesendet werden, die Hunderte oder sogar Tausende von Kilometern voneinander entfernt auf dem Boden stehen.
Verschränkte Photonenpaare sind so eng miteinander verbunden, dass die Messung des einen Photons sofort die Ergebnisse der Messung des anderen Photons beeinflusst, selbst wenn sie durch eine große Entfernung voneinander getrennt sind. Damit diese verschränkten Photonen jedoch am Boden von einem Quantencomputer-Terminal empfangen werden können, ist ein hochempfindlicher Detektor wie PEACOQ erforderlich, der die Zeit, zu der er jedes Photon empfängt, genau messen und die darin enthaltenen Daten liefern kann.
Quellen:
https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA25260https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-quantum-detector-achieves-world-leading-milestonehttps://www.nasa.gov/feature/ames/quantum-supremacySpace Entanglement and Annealing QUantum Experiment (SEAQUE)Die SEAQUE wird auf der Internationalen Raumstation in der Nanoracks-Bishop-Luftschleuse untergebracht sein. Die blau-goldenen Halterungen an der Seite der Luftschleuse sind für externe Nutzlasten vorgesehen. Die Technologiedemonstration wird an einem dieser Standorte installiert werden.
Kredit: NASA https://www.jpl.nasa.gov/news/space-station-to-host-self-healing-quantum-communications-tech-demoDa ich zu der Installation des SEAQUE an die ISS hier im Forum keinen Hinweis finden konnte, habe ich die Zukunftsform im Text übernommen.
Beste Grüße Gertrud
