Прорыв в квантовых технологиях: создано первое соединение для квантового интернета

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Еще вчера идея квантового интернета казалась сюжетом фантастического романа. Сегодня же ученые уверенно шагают к ее воплощению, преодолевая один барьер за другим. Последний успех исследователей из Великобритании и Германии открывает дверь в мир мгновенной и абсолютно безопасной связи.

Автор: Designer

Представьте сеть, где информация передается не электрическими импульсами, а запутанными фотонами — частицами света, связанными невидимой нитью квантовой запутанности. Изменение состояния одного фотона мгновенно отражается на другом, независимо от расстояния между ними. Это явление, которое сам Эйнштейн называл «жутким дальнодействием», становится основой для построения квантового интернета.

Проблема «последней мили» в квантовом мире

Главная сложность на пути к квантовой сети — это сохранение хрупкой квантовой информации на больших расстояниях. В отличие от привычного интернета, где сигнал можно усиливать ретрансляторами, квантовую информацию нельзя просто скопировать — любое вмешательство разрушает ее.

Поэтому ученые искали способ «телепортации» квантовых состояний, используя запутанные фотоны. Один фотон отправляется в «путешествие» по оптоволокну, а его «близнец» остается в квантовой памяти. Изменение состояния путешествующего фотона мгновенно отражается на его паре, что позволяет передавать информацию на любое расстояние.

Квантовый дуэт: источник света и хранитель информации

Долгое время создание такой системы упиралось в несовместимость устройств. Источники запутанных фотонов и квантовые памяти работали на разных длинах волн, что препятствовало их взаимодействию.

Прорыв произошел, когда исследователи научились создавать «квантовые точки» — наноразмерные полупроводниковые структуры, излучающие одиночные фотоны на нужной длине волны. В паре с квантовой памятью на основе атомов рубидия, способной «ловить» и хранить эти фотоны, квантовая точка стала основой для создания первого прототипа квантового ретранслятора.

Схема экспериментальной установки для интерфейса QD–квантовой памяти. (A) Схема уровня энергии для телекоммуникационного протокола квантовой памяти ORCA в парах рубидия. (B) Схема образца полупроводника QD с полупроводниковым нижним DBR, метаморфическим буфером (MMB) и оксидным верхним DBR. (C) Экспериментальная настройка гибридного интерфейса для хранения фотонов от однофотонного источника QD в квантовой памяти.
Схема экспериментальной установки для интерфейса QD-квантовой памяти. (A) Схема уровня энергии для телекоммуникационного протокола квантовой памяти ORCA в парах рубидия. (B) Схема образца полупроводника QD с полупроводниковым нижним DBR, метаморфическим буфером (MMB) и оксидным верхним DBR. (C) Экспериментальная настройка гибридного интерфейса для хранения фотонов от однофотонного источника QD в квантовой памяти.
Автор: Sarah E. Thomas et al., Deterministic storage and retrieval of telecom light from a quantum dot single-photon source interfaced with an atomic quantum memory.Sci. Adv.10,eadi7346(2024).DOI:10.1126/sciadv.adi7346(CC-BY 4.0) Источник: www.science.org

От лаборатории к глобальной сети

Пока эта система далека от совершенства. Ученым предстоит повысить эффективность квантовой памяти, увеличить время хранения фотонов и уменьшить размеры устройств. Однако первый шаг сделан, и он открывает захватывающие перспективы.

Квантовый интернет обещает не только мгновенную связь, но и абсолютную безопасность. Любая попытка перехватить информацию разрушит запутанность фотонов, мгновенно оповестив пользователей о вторжении. Это сделает квантовые сети идеальным инструментом для защиты банковских операций, государственных секретов и личных данных.

Более того, квантовый интернет станет основой для создания распределенных квантовых компьютеров, способных решать задачи, недоступные современным суперкомпьютерам. Это откроет путь к новым научным открытиям в медицине, материаловедении, искусственном интеллекте и других областях.

Таким образом, квантовый интернет — это не просто очередной технологический шаг, а настоящая революция в мире коммуникаций, которая может изменить нашу жизнь так же кардинально, как это сделал в свое время Интернет. И хотя до глобальной квантовой сети еще далеко, первые шаги на этом пути уже сделаны.

3 комментария

Добавить комментарий

b
может изменить нашу жизнь, а может и нет.
Итоги как всегда расплывчаты: хрен его знает.
a
Квантовая связь давно используется. Например, несколько лет имеется и в Москве.
102754666211562562734@google
Статья Интересна Тем Что Приоткрывает Технологию Работы Квантовой Связи!

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

2,3 миллиарда лет назад Земля едва не потеряла весь кислород: ученые выяснили, как планета сохранила обитаемость

Около двух с половиной миллиардов лет назад состав атмосферы Земли начал необратимо меняться. В воздухе впервые появился свободный кислород — газ, без которого невозможно существование...

Эйнштейн оказался квантовым: физики вывели уравнения гравитации из квантовой информации

Современная фундаментальная физика держится на двух теориях, которые до сих пор не удается свести к единому знаменателю.Первая — общая теория относительности. Она описывает...

Как на самом деле погибнет Солнечная система: новое исследование опровергло вечную стабильность орбит

Вопрос о том, способна ли планетная система существовать вечно, определил само зарождение теоретической астрономии. Размышляя о законе всемирного тяготения и наблюдая за орбитами Юпитера и...

Поставил проектор на шкаф под углом, а он сам всё настроил на экран 130": обзор TrendVision Luma Arc

Когда хочется смотреть фильмы на большой диагонали, обычный телевизор уже не всегда кажется подходящим решением. Но с проекторами есть другая проблема: нужно найти место для установки, выставить...

Как буква «Ё» появилась в русском языке и почему её часто не используют

В книге можно встретить «елку», «ежика» и «теплый вечер» — и без труда понять, какие слова имелись в виду. Но с выражениями «все готово» или «мы узнаем» такой уверенности уже нет:...

Остров изгнанников: почему с острова Спиналонга в XX веке никто не возвращался

Остров, с которого не возвращаются. Звучит зловеще. Как сюжет для фильма ужасов не самого высокого пошиба, потому что тема, мягко говоря, избитая. Но это в кино, а в реальности и жуть, и интерес...