RW Space

В 2024 году квантовое состояние света было успешно телепортировано по оптоволоконному кабелю на расстояние более 30 километров (около 18 миль) среди потока интернет-трафика — инженерный подвиг, когда-то считавшийся невозможным.

Впечатляющая демонстрация, проведенная исследователями из США, возможно, не поможет вам добраться до работы в пробках или быстрее загрузить любимые видео с кошками.

Однако возможность телепортировать квантовые состояния Использование существующей инфраструктуры представляет собой монументальный шаг на пути к созданию квантовой вычислительной сети, улучшенному шифрованию или новым мощным методам восприятия.

По теме: Впервые в мире между квантовыми компьютерами достигнута телепортация

«Это невероятно интересно, потому что никто не думал, что это возможно», — говорит Прем Кумар, инженер по вычислительной технике Северо-Западного университета, возглавлявший исследование. исследование.

Краткое описание их исследования смотрите в видеоролике ниже:

«Наша работа показывает путь к квантовым и классическим сетям следующего поколения, использующим единую оптоволоконную инфраструктуру. По сути, она открывает двери для перехода квантовой связи на новый уровень».

По теме: Впервые в мире между квантовыми компьютерами достигнута телепортация

Имея мимолетное сходство с транспортными системами из «Звездного пути», которые в мгновение ока призраками перемещают пассажиров во времени и пространстве, телепортация берет квантовые возможности объекта в одном месте и, тщательно уничтожая его, навязывает тот же баланс возможностей аналогичному объекту в другом месте.

Хотя измерения двух объектов запечатлевают их судьбы в одно и то же мгновение, процесс запутывания их квантовой идентичности по-прежнему требует отправки одной волны информации между точками пространства.

Как волшебная нить в весеннем дожде, квантовое состояние любого объекта представляет собой туманное пятно возможности, рискующее раствориться в реальности через несколько мгновений после создания. Электромагнитные волны излучения и тепловые удары и измельчение движущихся частиц быстро сводят квантовую значимость к декогеренции, если она не защищена каким-либо образом.

Экранирование квантовых состояний внутри компьютеров — это одно. Отправка одного фотона по оптическим волокнам, наполненным банковскими транзакциями, видеороликами с кошками и текстовыми сообщениями, при этом защищая его квантовое состояние, гораздо сложнее. С тем же успехом вы могли бы бросить свою квантовую волшебную нить в Миссисипи и надеяться, что в конце она будет такой же вкусной.

Чтобы сохранить драгоценное состояние одинокого фотона от потока интернет-трафика со скоростью 400 гигабит в секунду, группа исследователей применила различные методы, чтобы ограничить канал фотона и уменьшить вероятность его рассеяния и смешивания с другими волнами.

«Мы тщательно изучили, как рассеивается свет, и разместили наши фотоны в такой момент, когда этот механизм рассеяния сведен к минимуму», — говорит Кумар.

«Мы обнаружили, что можем осуществлять квантовую связь без вмешательства со стороны классических каналов, которые одновременно присутствуют».

В то время как другие исследовательские группы успешно передавали квантовую информацию вместе с классическими потоками данных в моделировании Интернета, команда Кумара была первой, кто телепортировал квантовое состояние рядом с реальным Интернетом. поток.

Каждый тест еще раз подтверждает, что квантовый Интернет неизбежен, предоставляя инженерам-вычислителям совершенно новый набор инструментов для измерения, мониторинга, шифрования и расчета нашего мира, как никогда раньше, без необходимости заново изобретать Интернет для этого.

«Квантовая телепортация способна обеспечить безопасную квантовую связь между географически удаленными узлов», — говорит Кумар.

«Но многие люди уже давно предполагают, что никто не будет строить специализированную инфраструктуру для отправки частиц света. Если мы правильно выберем длины волн, нам не придется строить новую инфраструктуру. Классическая коммуникация и квантовая коммуникация могут сосуществовать».

Это исследование было опубликовано в Optica.

Предыдущая версия этой статьи была опубликована в декабре 2024 года.