Немецкие учёные приблизили алмазный квантовый интернет к реальности

Немецкие учёные из Берлинского университета имени Гумбольдта сделали важный прорыв: они научились быстро и чисто генерировать одиночные фотоны в алмазных структурах. Это приближает момент, когда квантовый интернет перестанет быть фантазией и заработает на практике.

Исследователи сосредоточились на крошечных дефектах внутри алмазных кристаллов — так называемых оловянных вакансиях. Эти дефекты работают как стабильные квантовые биты, которые хранят информацию и передают её через свет. Главная сложность раньше заключалась в том, чтобы управлять такими битами светом и при этом чётко ловить вылетающие фотоны. Старые способы требовали тяжёлых фильтров, которые снижали скорость и делали сеть неудобной для масштаба.

Теперь учёные применили сверхкороткие лазерные импульсы. Благодаря им они контролируют состояние квантовых битов на новых временных масштабах. Докторант Джем Гюней Торун, один из ведущих авторов работы, объяснил, что такой подход открывает дорогу к более быстрым и сложным операциям внутри алмаза. Его коллега Мустафа Гёкче добавил, что новый метод позволяет эффективно возбуждать систему, при этом фотоны остаются чистыми и готовыми к использованию — именно это нужно для настоящих квантовых сетей связи.

Важный плюс: метод SUPER сохраняет внутреннее спиновое состояние битов. Без этого было бы невозможно создавать квантовое запутывание между удалёнными узлами — основу будущей защищённой связи.

В отличие от обычного интернета, где данные идут битами нулей и единиц, квантовый использует суперпозицию. Один фотон здесь несёт сразу несколько состояний, а взломать такую передачу практически невозможно. Учёные объединили сразу три направления: изготовление наноструктур в алмазах, ультрабыструю оптику и теоретическое моделирование. В итоге они показали, что новый инструмент работает и уже готов помогать создавать квантовые повторители и распределённые квантовые компьютеры.

Этот прорыв немецкой команды — реальный шаг вперёд. Алмазный квантовый интернет больше не отдалённая мечта, а технология, которая скоро сможет соединять безопасные сети по всему миру.

Источник: interestingengineering