Квантовий інтернет пройшов «найсуворіше» випробування в реальних умовах

Вчені з Національного інституту стандартів і технологій США (NIST) провели випробування квантового інтернету в реальних умовах. Їм вдалося передати фотони на відстань 62 кілометри, використовуючи вже існуючий мережевий кабель, повідомляє Science Alert.

«Я б назвав це стрес-тестом квантових мережевих систем. Ми піддали їх екстремальному випробуванню в дуже зашумленому середовищі. Дивно, але виявилося, що вони все ще працюють», — заявив фізик Ічен Ши з NIST.

ВАС ЗАЦІКАВИТЬ

Квантовий прорив Microsoft опинився під сумнівом: науковці розкритикували нове дослідження

Це не рекордна відстань, на яку вдалося передати фотони, але експеримент примітний через особливості установки. Більша частина оптоволоконних кабелів, використаних у експерименті, прокладалася над землею, а не під землею, між стовпами вздовж вулиць між NIST та Університетом Меріленда. Ці кабелі піддаються впливу вітру, перепадів температури та вібрацій від усього, що їх оточує, включаючи рух транспорту та птахів, що пролітають повз.

Потокове відео та відеодзвінки, що становлять основу даних класичного Інтернету, не піддаються впливу цих умов, але квантові дані — піддаються. Навколишнє середовище створює інтерференцію з поляризацією фотонів, напрямком коливань їхнього електричного поля та тим, у якому міститься інформація про квантову заплутаність.

Щоб обійти цю проблему, вчені використали лазерний світловий сигнал як опорну точку. Обчисливши, наскільки сильно змінився сигнал лазерного світла, команда змогла застосувати відповідні поправки до заплутаних фотонів.

Потрібне було певне чергування заплутаних фотонів і лазерного світла, але воно зайняло 7,2 % часу, решту 92,8 % можна було використати для передачі стабілізованої квантової інформації.

«Наші результати демонструють можливість розподілу поляризаційно-заплутаних фотонів у складних умовах оптичного волокна, що є важливим кроком на шляху до практичного розгортання квантових мереж. Хоча оптичні волокна, прокладені у повітрі, зазвичай вважаються непридатними квантовими каналами для передачі поляризаційно-кодованих або поляризаційно-заплутаних фотонів, ми показуємо, що стабільного розподілу поляризаційної заплутаності можна досягти, якщо оптоволоконна лінія зв’язку активно стабілізована», — написали вчені у своїй статті.

Нещодавно інша команда досягла рекордних показників квантової заплутаності на відстані 420 кілометрів оптичного волокна, але результати нового експерименту були отримані в хаотичних умовах реального світу.

Нагадаємо, раніше вчені зробили прорив, виявивши два незалежні методи, що дозволяють обійти обмеження квантової межі для значного підвищення точності вимірювань часу. Ці відкриття прокладають шлях до створення нового покоління надточних атомних годинників.