Найдовша квантова мережа протестована на існуючій волоконній оптиці в Бостоні

Квантовий інтернет дозволить надсилати захищену від злому інформацію по всьому світу. Його секрет – квантова механіка, і він розглядається як важливий розвиток для майбутнього телекомунікацій. Існують виклики, які необхідно подолати, але також досягнуто певного прогресу – наприклад, новий рекорд, встановлений дослідниками Гарвардського університету.

Команда змогла продемонструвати найдовшу передачу між двома вузлами, використовуючи вже існуючу волоконну оптику в межах міста Бостон. Довжина волоконно-оптичного кабелю становила 35 кілометрів (22 милі), що простягався навколо міста. Два вузли, які з’єднував близький шлях, були фактично розташовані на відстані одного поверху один від одного, тому оптоволокно було не найкоротшим маршрутом, а, скоріше, більш цікавим.

Квантова інформація надсилається на більші відстані, але в цьому експерименті є деякі інновації, які забезпечують практичне втілення реалістичного квантового інтернету. Окрім використання існуючих оптичних волокон, інновація полягає у вузлах.

Стандартна мережа використовує ретранслятори оптоволоконних сигналів. Ці пристрої поєднують оптичні приймачі, електричні підсилювачі та оптичні передавачі. Сигнал приймається, перетворюється на електричну версію, а потім знову перетворюється на світло і надсилається. Вони є ключем до розширення досяжності оригінального сигналу. І в нинішньому вигляді це не працює для квантового інтернету.

Проблема не в техніці, а в самій фізиці. Квантову інформацію не можна так просто скопіювати. Квантова інформація є безпечною, тому що вона перебуває в заплутаному стані. Гарвардська система налаштована так, що кожен вузол є маленьким квантовим комп’ютером, який зберігає, обробляє і переміщує інформацію. Хоча це лише два вузли, це найдовша на сьогоднішній день квантова мережа з вузлами, які можуть це робити.

“Показ того, що вузли квантової мережі можуть бути переплетені в реальному середовищі дуже жвавого міського району, є важливим кроком на шляху до практичного створення мереж між квантовими комп’ютерами”, – сказав старший автор дослідження, професор Михайло Лукін у своїй заяві.

Маленький квантовий комп’ютер на кожному вузлі зроблений зі шматочка алмазу з дефектом в атомній структурі, який називається кремнієвий вакансійний центр. При температурі, близькій до абсолютного нуля, кремнієва вакансія може вловлювати, зберігати і заплутувати біти інформації, що робить її ідеальною для вузла.

“Оскільки світло вже заплуталося в першому вузлі, воно може перенести це заплутування на другий вузол”, – пояснив перший автор роботи Кан Кнаут, аспірант з лабораторії Лукіна. “Ми називаємо це фотонно-опосередкованою заплутаністю”.