Квантовый интернет: исследователи нашли способ поддерживать запутанность фотонов в сети
Обещая беспрецедентные уровни безопасности, квантовый интернет становится все ближе к реальности. Исследователи недавно добились значительных успехов в поддержании квантовой запутанности, что может привести к созданию первого квантового ретранслятора, необходимого для работы квантовой сети.
Квантовая запутанность, также известная как квантовое сцепленность, относится к типу связи, которая позволяет частицам оставаться коррелированными таким образом, что квантовое состояние одной из них мгновенно влияет на состояние другой, независимо от разделяющего их расстояния. Это явление лежит в основе квантового интернета, разработка которого в настоящее время находится в центре большого количества исследований. Одной из главных задач при создании Интернета будущего является квантовый ретранслятор. Это устройство необходимо для поддержания целостности информации, передаваемой по сети.
В обычной сети сигналы, проходящие большие расстояния, должны регулярно усиливаться, чтобы компенсировать потери при передаче. Однако в квантовой сети такой процесс усиления разрушает состояние частиц. Вот тут-то и приходит на помощь квантовый ретранслятор. Однако до сих пор ни одной исследовательской группе не удалось разработать даже жизнеспособную теоретическую модель. В двух недавних исследованиях, опубликованных в журнале Nature, наконец-то предложена правдоподобная архитектура такого устройства.
На пути к созданию квантового ретранслятора
Квантовые ретрансляторы теоретически функционируют как промежуточные ретрансляторы, расположенные между станциями связи квантовой сети. Они работают в несколько этапов, начиная с приема квантовых сигналов, обычно фотонов, которые выступают в роли кубитов (квантовых битов). Затем эта информация временно сохраняется в квантовой памяти, которая сохраняет состояние кубитов во время передачи.
Ретранслятор также отвечает за выполнение операций по улучшению качества сигнала и обнаружению попыток перехвата. После хранения и обработки сигналы передаются на следующую станцию квантовой связи.
Последние достижения позволили значительно улучшить этап хранения квантовой информации. Хотя время хранения по-прежнему составляет порядка секунды или меньше, эти достижения представляют собой еще один шаг на пути к созданию квантовых ретрансляторов.
Запоминание квантовых состояний с помощью алмазов и атомов рубидия
В первом
Во втором