[PWC-MEDIA] Delftse onderzoekers teleporteren informatie over rudimentair quantumnetwerk

  • From: Aldo Brinkman <A.G.M.Brinkman@xxxxxxxxxx>
  • To: "pwc-media@xxxxxxxxxxxxx" <pwc-media@xxxxxxxxxxxxx>
  • Date: Wed, 25 May 2022 15:00:17 +0000


Delftse onderzoekers teleporteren informatie over rudimentair quantumnetwerk

Delftse onderzoekers zijn er in geslaagd quantuminformatie te teleporteren over 
een rudimentair netwerk in het lab. Deze primeur is een belangrijke stap 
richting een toekomstig quantum internet. De doorbraak werd mogelijk door een 
sterk verbeterd quantum-geheugen en verhoogde kwaliteit van de quantum-links 
tussen de drie knooppunten van het netwerk. De onderzoekers, werkzaam bij 
QuTech — een samenwerking tussen TU Delft en TNO — publiceren hun bevindingen 
vandaag in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.

De kracht van het toekomstige quantum internet is gebaseerd op het kunnen delen 
of versturen van quantum informatie (quantum bits) tussen de knooppunten van 
het netwerk. Daarmee worden allerlei toepassingen mogelijk, zoals het veilig 
delen van vertrouwelijke informatie, het met elkaar verbinden van meerdere 
quantum computers om zo hun rekenkracht te vergroten en het gebruik van 
gekoppelde, zeer gevoelige quantum-toepassingen.

[https://userfiles.mailswitch.nl/medialib/319543/medialib/QuTech/2022-05%20Teleporting%20to%20non-neighbouring%20nodes/Animation-play_button.png]<https://urldefense.proofpoint.com/v2/url?u=https-3A__www.youtube.com_watch-3Fv-3DvBjxI-2D5Fb4U&d=DwMFaQ&c=XYzUhXBD2cD-CornpT4QE19xOJBbRy-TBPLK0X9U2o8&r=Hq1wjz2P9ELY9EvknfyCZDcuBbDGyK1Y8r_NvnaL4sg&m=pmY9brGRhe2qgGdBsd0dabk8WyXWLja4ObR24_w3u4EVpKaeM28CYAy0-cDocxAh&s=pfP3U8S0qYSp4k68ZLZRGE77u_Km-I-OwaUUeO1WsgA&e=>

Deze animatie beschrijft het onderzoek in dit nieuwsartikel. Klik op de 
afbeelding op de video te bekijken op 
YouTube<https://urldefense.proofpoint.com/v2/url?u=https-3A__www.youtube.com_watch-3Fv-3DvBjxI-2D5Fb4U&d=DwMFaQ&c=XYzUhXBD2cD-CornpT4QE19xOJBbRy-TBPLK0X9U2o8&r=Hq1wjz2P9ELY9EvknfyCZDcuBbDGyK1Y8r_NvnaL4sg&m=vlN84MBDmHM3QOG8zV2_lnj0xfEOvXju80CNdI0rC1i7J8-71h_CeOoDfI-qnDOS&s=U8AA1uRSIkJbUAPnXbFJrlr5HaCc2ZcrA4Bh0434yn8&e=>.

Quantuminformatie versturen

De knooppunten van zo’n quantum netwerk bestaan uit kleine quantum-processoren. 
Het versturen van quantuminformatie tussen deze processoren is niet zo 
gemakkelijk. Een mogelijkheid is om quantum bits met lichtdeeltjes te 
versturen, maar vanwege onvermijdelijke verliezen in glasvezelkabels is er, 
zeker voor grote afstanden, een grote kans dat de lichtdeeltjes niet aankomen. 
Omdat het simpelweg kopiëren van quantum bits fundamenteel onmogelijk is, 
betekent het kwijtraken van een lichtdeeltje dat de quantuminformatie 
onherroepelijk verloren is.

Een betere manier van quantuminformatie versturen is teleportatie. Het protocol 
voor quantum-teleportatie dankt haar naam aan overeenkomsten met teleportatie 
in science fiction-films: de quantum bit verdwijnt aan de kant van de zender en 
verschijnt aan de kant van de ontvanger. Aangezien de quantum bit dus niet door 
de tussenliggende ruimte hoeft te reizen, is er geen kans meer dat die 
kwijtraakt. Dat maakt quantum-teleportatie een interessante techniek voor een 
toekomstig quantum-internet.

Goede beheersing over het systeem

Om quantum bits te kunnen teleporteren zijn er een aantal ingrediënten vereist: 
een quantumverstrengelde link tussen de zender en ontvanger, een betrouwbare 
uitleesmethode voor quantum processoren en de capaciteit om quantum bits 
tijdelijk op te slaan. Eerder onderzoek van 
QuTech<https://urldefense.proofpoint.com/v2/url?u=https-3A__qutech.nl_2021_04_15_dutch-2Dresearchers-2Destablish-2Dthe-2Dfirst-2Dentanglement-2Dbased-2Dquantum-2Dnetwork_&d=DwMFaQ&c=XYzUhXBD2cD-CornpT4QE19xOJBbRy-TBPLK0X9U2o8&r=Hq1wjz2P9ELY9EvknfyCZDcuBbDGyK1Y8r_NvnaL4sg&m=pmY9brGRhe2qgGdBsd0dabk8WyXWLja4ObR24_w3u4EVpKaeM28CYAy0-cDocxAh&s=sxQVQiZ4ba-6aZoGJ6U8Mq2bgP4t5U6JBTYh1n4u0tM&e=>
 toonde aan dat het mogelijk is om quantum bits te teleporteren tussen twee 
naburige knooppunten. De onderzoekers van QuTech laten nu voor het eerst zien 
dat ze aan het eisenpakket kunnen voldoen en demonstreren teleportatie tussen 
niet-naburige knooppunten, ofwel over een netwerk. Ze teleporteren quantum bits 
van knooppunt “Charlie” naar “Alice”, met behulp van een tussengelegen 
knooppunt “Bob”.

[https://userfiles.mailswitch.nl/medialib/319543/medialib/QuTech/2022-05%20Teleporting%20to%20non-neighbouring%20nodes/teleport03_01.jpg]

Artistieke weergave van het quantum teleportatie-protocol in een 
netwerkomgeving. Quantuminformatie wordt geteleporteerd tussen twee 
niet-naburige punten in het netwerk. Afbeelding: Scixel voor QuTech.

Teleporteren in drie stappen

De teleportatie bestaat uit drie stappen. Allereerst moet de “teleporter” 
voorbereid worden, dat wil zeggen, er moet een verstrengelde toestand gemaakt 
worden tussen Alice en Charlie. Alice en Charlie hebben geen directe fysieke 
verbinding met elkaar, maar wel allebei met Bob. Allereerst maken Alice en Bob 
verstrengeling tussen hun processoren. Bob slaat dan zijn deel van de 
verstrengelde toestand op. Dan maakt Bob een verstrengelde toestand met 
Charlie. Nu wordt er een quantummechanische truc uitgehaald: door een speciale 
meting uit te voeren in zijn processor, geeft Bob de verstrengeling als het 
ware door. Resultaat: Alice en Charlie hebben een verstrengelde toestand en de 
teleporter is klaar voor gebruik!

De tweede stap is het aanmaken van de 'boodschap' — de quantum bit — die 
geteleporteerd wordt. Dat kan bijvoorbeeld '1' zijn, of '0', maar ook allerlei 
quantumwaarden daar tussenin. Charlie zet deze quantum informatie klaar. Om te 
laten zien dat de teleportatie generiek werkt, herhalen de onderzoekers het 
hele experiment voor verschillende quantum bit-waarden.

Stap drie is de daadwerkelijke teleportatie van Charlie naar Alice. Charlie 
voert daarvoor een gezamenlijke meting uit op zijn quantum-processor met de 
boodschap en op zijn helft van de verstrengelde toestand (Alice bezit de andere 
helft). Daardoor gebeurt er weer iets dat alleen in de quantum-wereld mogelijk 
is: door deze meting verdwijnt de informatie aan de kant van Charlie en 
verschijnt deze onmiddellijk aan de kant van Alice.

Dan zou je denken dat de kous daarmee af is, maar niets is minder waar. De 
quantum bit is namelijk versleuteld overgezet; de sleutel wordt bepaald door de 
meetuitkomst van Charlie. Charlie stuurt daarom de meetuitkomst naar Alice, 
waarna Alice de bijbehorende quantumoperatie doet om de quantum bit te 
ontsleutelen. Bijvoorbeeld door een 'bit flip': 0 wordt 1 en 1 wordt 0. Als 
Alice de juiste operatie heeft uitgevoerd is de quantuminformatie geschikt voor 
verder gebruik. De teleportatie is gelukt!

[https://userfiles.mailswitch.nl/medialib/319543/medialib/QuTech/2022-05%20Teleporting%20to%20non-neighbouring%20nodes/photo_mdl_7.jpg]

Alice, de ontvanger van de geteleporteerde informatie. In de zwarte aluminium 
cilinder wordt het diamant sample gekoeld tot -270°C, om de ruis door de 
omgeving te verminderen. Afbeelding: Marieke de Lorijn voor QuTech.

Meerdere keren teleporteren

Vervolgonderzoek zal zich richten op het omdraaien van stappen één en twee van 
het teleportatieprotocol. Dat wil zeggen: éérst de te teleporteren quantum bit 
maken (of ontvangen), en daarna de teleporter klaarmaken en de teleportatie 
uitvoeren. Deze volgorde is extra uitdagend omdat de te teleporteren 
quantum-informatie tijdens het maken van verstrengeling bewaard moet blijven. 
Maar het brengt grote voordelen, want de teleportatie kan dan volledig “op 
aanvraag” worden uitgevoerd wat bijvoorbeeld relevant is als de 
quantum-informatie de uitkomst van een lastige berekening is of als er meerdere 
keren moet worden geteleporteerd. Op de lange termijn zal deze teleportatie dan 
ook de ruggegraat gaan vormen van het quantum internet.

Publicatiedetails

Qubit teleportation between non-neighboring nodes in a quantum 
network<https://urldefense.proofpoint.com/v2/url?u=https-3A__www.nature.com_articles_s41586-2D022-2D04697-2Dy&d=DwMFaQ&c=XYzUhXBD2cD-CornpT4QE19xOJBbRy-TBPLK0X9U2o8&r=Hq1wjz2P9ELY9EvknfyCZDcuBbDGyK1Y8r_NvnaL4sg&m=pmY9brGRhe2qgGdBsd0dabk8WyXWLja4ObR24_w3u4EVpKaeM28CYAy0-cDocxAh&s=oZ-PL2VA1_u-xCGI4RvHq16j_oWQutw2U79NdKUMq4o&e=>,
 S.L.N. Hermans, M. Pompili, H.K.C. Beukers, S. Baier, J. Borregaard, and R. 
Hanson, Nature, 2022, DOI: 
10.1038/s41586-022-04697-y<https://urldefense.proofpoint.com/v2/url?u=http-3A__doi.org_10.1038_s41586-2D022-2D04697-2Dy.&d=DwMFaQ&c=XYzUhXBD2cD-CornpT4QE19xOJBbRy-TBPLK0X9U2o8&r=Hq1wjz2P9ELY9EvknfyCZDcuBbDGyK1Y8r_NvnaL4sg&m=pmY9brGRhe2qgGdBsd0dabk8WyXWLja4ObR24_w3u4EVpKaeM28CYAy0-cDocxAh&s=YudKazm6VvmeeOvISoupYNqo5kZOu7FRnwkSXZf9o88&e=>

Financieringsdetails

Financial support comes from the EU Flagship on Quantum Technologies through 
the project Quantum Internet Alliance (EU Horizon 2020, grant agreement no. 
820445); from the European Research Council (ERC) through an ERC Consolidator 
Grant (grant agreement no. 772627 to Hanson); from the Netherlands Organisation 
for Scientific Research (NWO) through a VICI grant (project no. 680-47-624) and 
the Zwaartekracht program Quantum Software Consortium (project no. 
024.003.037/3368) and from an Erwin-Schrödinger fellowship (QuantNet, no. J 
4229- N27) of the Austrian National Science Foundation (FWF).

________________________________
Bijlagen
[Thumbnail]<https://urldefense.proofpoint.com/v2/url?u=https-3A__qutech.nl_2022_05_25_teleport-2Dquantum-2Dinformation-2Dacross-2Dnetwork&d=DwMFaQ&c=XYzUhXBD2cD-CornpT4QE19xOJBbRy-TBPLK0X9U2o8&r=Hq1wjz2P9ELY9EvknfyCZDcuBbDGyK1Y8r_NvnaL4sg&m=pmY9brGRhe2qgGdBsd0dabk8WyXWLja4ObR24_w3u4EVpKaeM28CYAy0-cDocxAh&s=ccDrfkqzAlutruL7feXG8dvhMftLl9KPOxw0v7K2ELM&e=>

Hyperlink News article at 
qutech.nl<https://urldefense.proofpoint.com/v2/url?u=https-3A__qutech.nl_2022_05_25_teleport-2Dquantum-2Dinformation-2Dacross-2Dnetwork&d=DwMFaQ&c=XYzUhXBD2cD-CornpT4QE19xOJBbRy-TBPLK0X9U2o8&r=Hq1wjz2P9ELY9EvknfyCZDcuBbDGyK1Y8r_NvnaL4sg&m=pmY9brGRhe2qgGdBsd0dabk8WyXWLja4ObR24_w3u4EVpKaeM28CYAy0-cDocxAh&s=ccDrfkqzAlutruL7feXG8dvhMftLl9KPOxw0v7K2ELM&e=>





[Thumbnail]<https://urldefense.proofpoint.com/v2/url?u=https-3A__www.youtube.com_watch-3Fv-3DvBjxI-2D5Fb4U&d=DwMFaQ&c=XYzUhXBD2cD-CornpT4QE19xOJBbRy-TBPLK0X9U2o8&r=Hq1wjz2P9ELY9EvknfyCZDcuBbDGyK1Y8r_NvnaL4sg&m=pmY9brGRhe2qgGdBsd0dabk8WyXWLja4ObR24_w3u4EVpKaeM28CYAy0-cDocxAh&s=pfP3U8S0qYSp4k68ZLZRGE77u_Km-I-OwaUUeO1WsgA&e=>

Hyperlink Animation on 
YouTube<https://urldefense.proofpoint.com/v2/url?u=https-3A__www.youtube.com_watch-3Fv-3DvBjxI-2D5Fb4U&d=DwMFaQ&c=XYzUhXBD2cD-CornpT4QE19xOJBbRy-TBPLK0X9U2o8&r=Hq1wjz2P9ELY9EvknfyCZDcuBbDGyK1Y8r_NvnaL4sg&m=pmY9brGRhe2qgGdBsd0dabk8WyXWLja4ObR24_w3u4EVpKaeM28CYAy0-cDocxAh&s=pfP3U8S0qYSp4k68ZLZRGE77u_Km-I-OwaUUeO1WsgA&e=>





[Thumbnail]<https://urldefense.proofpoint.com/v2/url?u=https-3A__www.nature.com_articles_s41586-2D022-2D04697-2Dy&d=DwMFaQ&c=XYzUhXBD2cD-CornpT4QE19xOJBbRy-TBPLK0X9U2o8&r=Hq1wjz2P9ELY9EvknfyCZDcuBbDGyK1Y8r_NvnaL4sg&m=pmY9brGRhe2qgGdBsd0dabk8WyXWLja4ObR24_w3u4EVpKaeM28CYAy0-cDocxAh&s=oZ-PL2VA1_u-xCGI4RvHq16j_oWQutw2U79NdKUMq4o&e=>

Hyperlink Paper in 
Nature<https://urldefense.proofpoint.com/v2/url?u=https-3A__www.nature.com_articles_s41586-2D022-2D04697-2Dy&d=DwMFaQ&c=XYzUhXBD2cD-CornpT4QE19xOJBbRy-TBPLK0X9U2o8&r=Hq1wjz2P9ELY9EvknfyCZDcuBbDGyK1Y8r_NvnaL4sg&m=pmY9brGRhe2qgGdBsd0dabk8WyXWLja4ObR24_w3u4EVpKaeM28CYAy0-cDocxAh&s=oZ-PL2VA1_u-xCGI4RvHq16j_oWQutw2U79NdKUMq4o&e=>




________________________________
Noot voor de pers
Wie zijn wij?

QuTech is een missie-gedreven onderzoeksinstituut van de Technische 
Universiteit Delft en de Nederlandse Organisatie voor 
Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek (TNO). Samen werken we aan een 
radicaal nieuwe technologie met wereld-veranderend potentieel. Onze missie: het 
ontwikkelen van schaalbare prototypes van een quantumcomputer en een inherent 
veilig quantuminternet, op basis van de fundamentele wetten van de 
quantummechanica.

Contactinformatie

Voor meer informatie, meer visueel materiaal, en/of interviewverzoeken, gelieve 
contact op te nemen met:

  *   Prof. dr. Ronald Hanson, hoofdonderzoeker, r.hanson@xxxxxxxxxx, +31 6 46 
42 84 34
  *   Dr. Sophie Hermans, eerste auteur, s.l.n.hermans@xxxxxxxxxx, +31 6 13 62 
13 83
  *   Aldo Brinkman, persvoorlichter bij QuTech, a.g.m.brinkman@xxxxxxxxxx, +31 
6 34 32 12 95

Animatie

Om het onderzoek in dit nieuwsbericht te beschrijven heeft QuTech een animatie 
laten produceren, die te vinden is op 
www.qutech.nl/news<https://urldefense.proofpoint.com/v2/url?u=http-3A__www.qutech.nl_news&d=DwQFaQ&c=XYzUhXBD2cD-CornpT4QE19xOJBbRy-TBPLK0X9U2o8&r=Hq1wjz2P9ELY9EvknfyCZDcuBbDGyK1Y8r_NvnaL4sg&m=pmY9brGRhe2qgGdBsd0dabk8WyXWLja4ObR24_w3u4EVpKaeM28CYAy0-cDocxAh&s=ttzkhqZ5QQE23-5b3c3Ix-7iX-uV8oL17nP4PZGLufI&e=>
 en op YouTube: 
https://www.youtube.com/watch?v=vBjxI-5Fb4U<https://urldefense.proofpoint.com/v2/url?u=https-3A__www.youtube.com_watch-3Fv-3DvBjxI-2D5Fb4U&d=DwQFaQ&c=XYzUhXBD2cD-CornpT4QE19xOJBbRy-TBPLK0X9U2o8&r=Hq1wjz2P9ELY9EvknfyCZDcuBbDGyK1Y8r_NvnaL4sg&m=pmY9brGRhe2qgGdBsd0dabk8WyXWLja4ObR24_w3u4EVpKaeM28CYAy0-cDocxAh&s=pfP3U8S0qYSp4k68ZLZRGE77u_Km-I-OwaUUeO1WsgA&e=>

Credits

Voor het gebruik van de afbeeldingen en de video, gelieve de juiste 
naamsvermelding te gebruiken zoals vermeld onder elk visueel element.

________________________________

QuTech is a mission-driven research institute of Delft University of Technology 
(TU Delft) and the Netherlands Organisation for Applied Scientific Research 
(TNO). Together, we work on a radically new technology with world-changing 
potential. Our mission is to develop scalable prototypes of a quantum computer 
and an inherently safe quantum internet, based on the fundamental laws of 
quantum mechanics.
[Logo]
________________________________

Wilt u geen e-mail meer van ons ontvangen? 
Uitschrijven<https://urldefense.proofpoint.com/v2/url?u=https-3A__www.mailswitch.nl_uitschrijven.php-3Femail-3Dtest&d=DwMFaQ&c=XYzUhXBD2cD-CornpT4QE19xOJBbRy-TBPLK0X9U2o8&r=Hq1wjz2P9ELY9EvknfyCZDcuBbDGyK1Y8r_NvnaL4sg&m=pmY9brGRhe2qgGdBsd0dabk8WyXWLja4ObR24_w3u4EVpKaeM28CYAy0-cDocxAh&s=psftzilW609Wo_Q6J2IqJ9e_UsWm4bGGZ2Ua1D5WLbg&e=>




Other related posts:

  • » [PWC-MEDIA] Delftse onderzoekers teleporteren informatie over rudimentair quantumnetwerk - Aldo Brinkman