От научной фантастики к практике: квантовая телепортация - новая эра интернета

Учёные из США добились значительного успеха в области квантовых технологий, телепортировав квантовое состояние света по оптоволоконному кабелю длиной более 30 километров, несмотря на интенсивный интернет-трафик.

Фото: Wikimedia Commons by Don Hankins is licensed under Public domain

Wikipedia Final Project Second Draft

Это достижение, которое ещё недавно казалось невозможным, открывает перспективы для создания квантовых вычислительных сетей, усовершенствованных методов шифрования и более точных способов измерений.

"Это невероятно интересно, потому что никто не думал, что это возможно", — заявил Прем Кумар, инженер из Северо-Западного университета, возглавивший исследование. - Мы доказали, что квантовая и классическая связь могут сосуществовать в одной инфраструктуре, что прокладывает путь к созданию сетей нового поколения".

Телепортация, напоминающая технологии из научной фантастики, работает за счёт перемещения квантовых возможностей объекта из одной точки пространства в другую.

Однако это не мгновенный процесс: он требует измерения характеристик объектов и передачи информации между точками. Поддержание квантового состояния в таких условиях — крайне сложная задача, учитывая хрупкость квантовых систем.

Квантовые состояния разрушаются из-за столкновений частиц и тепловых эффектов, превращаясь в "шум" и теряя свою целостность. На этот раз исследователи смогли защитить квантовые состояния даже в условиях интернет-трафика, достигающего 400 гигабит в секунду.

Чтобы сохранить уникальное состояние фотона, команда применила инновационные подходы к управлению световыми волнами. Они тщательно минимизировали рассеяние фотонов, удерживая их в точке, где влияние внешнего шума сводилось к минимуму.

"Мы обнаружили, что можем передавать квантовую информацию без помех от классических каналов, работающих параллельно", — пояснил Кумар.

В отличие от предыдущих экспериментов, где квантовая информация передавалась в лабораторных условиях, команда Кумара впервые добилась успешной телепортации в реальных сетях. Это доказывает, что квантовые и классические каналы могут работать одновременно, без необходимости строить отдельную инфраструктуру.

Достижения в этой области подтверждают неизбежность появления квантового интернета. Он предоставит новые возможности для измерений, шифрования и вычислений, делая их более безопасными и эффективными.

"Многие думали, что никто не захочет строить отдельную инфраструктуру для квантовых коммуникаций. Но, как оказалось, это не нужно: мы можем использовать уже существующие сети, если правильно подберём длину волны света", — отметил Кумар.

Это исследование не только ускоряет развитие технологий квантового интернета, но и открывает двери к новым перспективам в коммуникациях и безопасности данных.