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

Время можно отмотать назад лишь на одну квадриллионную долю секунды: физики нашли предел возврата в прошлое

В 1928 году британский астрофизик Артур Эддингтон сформулировал жесткое правило для проверки любых физических гипотез: если теория противоречит Второму началу термодинамики, ее придется отвергнуть...

Часы, которые всегда выглядят дороже своей стоимости — на примере хронографа Continental

Часы-хронографы всегда выглядят роскошнее и богаче, потому что - сложнее. Дополнительные циферблаты, множество стрелок, пускай в обычной жизни используемых не так уж часто, обогащают...

Почему в СССР свинушки считали съедобными, а потом признали ядовитыми, хотя их ели десятилетиями

В 1980 году в СССР вышел справочник «Грибы СССР», в котором свинушка тонкая ещё считалась пригодной в пищу после отваривания. Правда, авторы сделали небольшую оговорку: некоторые исследователи...

Когда на самом деле пал Вавилон: древние деревья Европы раскрыли дело давностью 3500 лет

Месопотамия второго тысячелетия до нашей эры — один из самых подробно описанных регионов Древнего мира. На территории современного Ирака и соседних стран археологи нашли десятки тысяч...

«Снежеть-110»: магнитофон первого класса с архитектурой высшей группы

В начале 1985 года Брянский электромеханический завод запустил серийное производство катушечного магнитофона «Снежеть-110-стерео». По заводскому паспорту аппарат относился к первому классу...

Когда Средиземное море почти высохло: что осталось на дне и можно ли было туда спуститься

Представьте, что море отступило не на несколько метров, а почти на два километра вниз. Бывший берег оказался далеко наверху. Между Европой и Африкой открылись огромные пространства, а оставшаяся...