RW Space

Квантовое состояние света было успешно телепортировано по оптоволоконному кабелю длиной более 30 километров (около 18 миль) в потоке интернет-трафика – инженерный подвиг, который когда-то считался невозможным.

Впечатляющая демонстрация, проведенная исследователями из США, возможно, не поможет вам отправиться на работу, чтобы преодолеть утреннюю пробку, или быстрее загрузить любимые видео с котиками.

Однако возможность телепортировать квантовые состояния через существующую инфраструктуру представляет собой монументальный шаг на пути к созданию вычислительной сети с квантовым подключением, улучшенному шифрованию или мощному новые методы восприятия.

«Это невероятно интересно, потому что никто не думал, что это возможно», — говорит Прем Кумар. , вычислительный центр Северо-Западного университета инженер, руководивший исследованием.

«Наша работа показывает путь к совместному использованию квантовых и классических сетей следующего поколения единая оптоволоконная инфраструктура. По сути, это открывает двери для перехода квантовой коммуникации на новый уровень.»

Имеет мимолетное сходство с Транспортные системы «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 решают их судьбы в одно и то же мгновение, процесс запутывания их квантовой идентичности по-прежнему требует отправки одной волны информацию между точками в пространстве.

Как волшебная нить под весенним дождем, квантовое состояние любого объекта туманное мазок возможность 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.

Защитить квантовые состояния 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 своего одинокого фотона от потока интернет-трафика со скоростью 400 гигабит в секунду, группа исследователей применила различные методы, ограничивающие канал и уменьшил вероятность его рассеяния и смешивания с другими волнами.

«Мы тщательно изучили, как свет рассеивается и помещает наши фотоны в подходящую точку, где этот механизм рассеяния сведен к минимуму», — говорит Кумар.

«Мы обнаружили, что можем осуществлять квантовую связь без помех со стороны одновременно присутствующих классических каналов».

В то время как другие исследовательские группы успешно передали квантовую информацию наряду с классическими потоками данных. в моделировании Интернета команда Кумара первой телепортировала квантовое состояние вместе с реальным интернет-потоком.

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

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

«Но многие люди уже давно полагают, 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 журнале Optica.