„Um das Quanteninternet Realität werden zu lassen, müssen wir verschränkte Photonen über Glasfasernetzwerke übertragen“, sagt Prof. Dr. Michael Kues, Leiter des Instituts für Photonik und Vorstandsmitglied des Exzellenzclusters PhoenixD der Leibniz Universität Hannover. „Glasfasern wollen wir auch weiterhin für die konventionelle Datenübertragung nutzen. Unsere Forschung ist ein wichtiger Schritt, um das herkömmliche Internet mit dem Quanteninternet vereinen zu können.“
In ihrem Experiment konnten die Forschenden nachweisen, dass die Verschränkung der Photonen auch dann erhalten bleibt, wenn diese zusammen mit einem Laserpuls gesendet werden. „Wir können die Farbe eines Laserpulses mit einem sehr schnellen elektrischen Signal verändern, sodass sie die Farbe der verschränkten Photonen annehmen“, erklärt Philip Rübeling, der als Doktorand am Institut für Photonik zum Quanteninternet forscht. „Dieser Effekt ermöglicht es uns, Laserpulse und verschränkte Photonen in der gleichen Farbe in einer Glasfaser zu kombinieren und wieder voneinander zu trennen.“
Dieser Effekt könnte die Kombination von konventionellem Internet mit dem Quanteninternet ermöglich. Für den schnellen Datentransport per Internet wird Laserlicht verschiedener Farben über Glasfaser übertragen. Bislang konnte pro Farbe nur eine der beiden Übertragungsmethoden in einer Glasfaser umgesetzt werden. „Die verschränkten Photonen blockieren einen Datenkanal in der Glasfaser, der somit nicht mehr für die konventionelle Datenübertragung genutzt werden kann“, sagt Jan Heine, ebenfalls Doktorand in Kues‘ Gruppe.
Mit dem im Experiment erstmals demonstrierten Konzept können die Photonen nun im selben Farbkanal wie das Laserlicht gesendet werden. Dadurch könnten auch weiterhin alle Farbkanäle für die herkömmliche Datenübertragung verwendet werden. „Unser Experiment zeigt, wie die praktische Umsetzung von hybriden Netzwerken gelingen kann“, sagt Prof. Michael Kues. Die Forschungsergebnisse wurden im Journal Science Advances veröffentlicht. Im Video "Research Report: Quantum and coherent signal transmission on a single-frequency channel via the electro-optic serrodyne technique" (Copyright: Institut für Photonik) erläutern die Wissenschaftler ihre Forschungsergebnisse.
Originalartikel:
Philip Rübeling, Jan Heine, Robert Johanning and Michael Kues
Quantum and coherent signal transmission on a single frequency channel via the electro-optic serrodyne technique
Science Advances (2024); https://doi.org/10.1126/sciadv.adn8907
Hinweis für die Redaktion:
Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte Prof. Dr. Michael Kues
(Telefon +49 511 762 3539, E-Mail: michael.kues@iop.uni-hannover.de) und besuchen Sie www.iop.uni-hannover.de und www.phoenixd.uni-hannover.de.
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Bildunterschrift: Die vier Forscher im Quantenoptiklabor – von links: Jan Heine, Philip Rübeling, Michael Kues und Robert Johanning.
Copyright: Institut für Photonik
Eine druckfähige Illustration steht hier zum Herunterladen zur Verfügung.
Bildunterschrift: In ihrem Experiment können die Forschenden die Farbe eines Laserpulses mit einem sehr schnellen elektrischen Signal verändern, sodass der Laserpuls die Farbe des verschränkten Photons annimmt. Dieser Effekt ermöglicht es, Laserpulse und verschränkte Photonen in der gleichen Farbe in eine Glasfaser einzuspeisen und sie nach der Übertragung wieder voneinander zu trennen.
Copyright: Institut für Photonik
