Инженеры Северо-Западного университета успешно реализовали квантовую связь параллельно с классическими каналами, определив конкретные длины волн с минимальными помехами от классических сигналов (Источник: northwestern.edu). Этот прорыв закладывает основу для квантовой связи, используя существующую инфраструктуру и отправляя квантовые данные параллельно с классическими. Исследователям удалось осуществить квантовую телепортацию по 30,2-километровому оптоволоконному кабелю, по которому проходил классический трафик со скоростью 400 Гбит/с.
Квантовые вычисления в наши дни, похоже, стали предметом шумихи. Google утверждает, что его новый квантовый чип может быстро решать задачи, на которые классическим компьютерам в противном случае потребовалось бы, цитирую, 10 миллиардов лет; это 10, а затем 24 нуля. Квантовая запутанность - это явление, при котором две частицы связаны между собой так, что их квантовые состояния (спин, поляризация, энергетические уровни и т. д.) связаны между собой, независимо от физического расстояния. При измерении состояния одной частицы запутанность разрушается, выявляя коррелированное состояние другой частицы. Однако это не позволяет осуществлять сверхсветовую связь в соответствии с теоремой об отсутствии связи.
Появилась квантовая телепортация. Эта концепция объединяет запутанность с классическим каналом связи, таким как Интернет, и является основой данного исследования. Она передает квантовое состояние одной частицы другой, находящейся в другом месте.
Джордан Томас, один из авторов исследования, подчеркнул суть квантовой телепортации: «При проведении деструктивного измерения двух фотонов - одного, несущего квантовое состояние, и одного, запутанного с другим фотоном, - квантовое состояние переносится на оставшийся фотон, который может находиться очень далеко». Ключевой момент, который необходимо понять, заключается в том, что фотоны не передаются физически. Вместо этого передается информация, закодированная в их квантовых состояниях.
Главная проблема всемирной сети, использующей квантовую телепортацию, - совместимость: будет ли квантовая связь работать по классическим каналам? Вероятность интерференции среди миллиардов фотонов, одновременно передаваемых по оптоволоконному кабелю, чрезвычайно высока.
В ходе исследования были обнаружены определенные длины волн, где плотность классических фотонов ниже, что делает эти длины волн подходящими для фотонов в квантовой телепортации. Измерение состояния Белла, или просто измерение состояния, выполняется в средней точке кабеля. В сочетании с другими методами уменьшения шума и помех этот метод потенциально может поддерживать классические данные со скоростью несколько ТБ/с наряду с квантовой связью.
Несмотря на то что могут пройти годы или десятилетия, прежде чем квантовая связь станет массовой, Прем Кумар, руководитель исследовательской группы, возлагает большие надежды на будущее. Согласно текущей дорожной карте, следующие важные этапы - это использование двух пар запутанных фотонов вместо одной и масштабирование этого эксперимента на реальные оптоволоконные сети.
Оригинал
УНикальность
