Исследователи из QuTech в Делфте опубликовали в журнале Science обширный гид по развитию квантового интернета. В нем описано шесть фаз, начинающихся с простой кубитной сети, которая сможет предоставить безопасные квантовые коммуникации в ближайшем будущем. Разработка завершается сетями квантовых компьютеров. На каждой фазе становятся доступными новые функции, такие как сверхточная синхронизация часов или интеграция разных телескопов на Земле в один виртуальный супертелескоп. Тем самым создается общий язык, объединяющий широкую междисциплинарную область квантовых сетей и открывающий путь мировому квантовому интернету.
Квантовый интернет революционизирует коммуникационные технологии благодаря феномену квантовой запутанности. Исследователи работают над технологией, с помощью которой можно передавать два квантовых бита (кубита) между двумя любыми точками на Земле. Кубиты могут быть и 0, и 1 одновременно, могут быть запутанными: их «судьбы» связаны так, что любое воздействие на один из кубитов моментально влияет на состояние другого.
Это привносит два свойства, недоступные сегодняшней Сети. Первое: запутанность предоставляет улучшенную координацию между отдаленными точками. Это, в свою очередь, сильно упрощает синхронизацию часов или связь отдаленных телескопов для получения лучших изображений. Второе свойство — естественная безопасность, предоставляемая запутанностью. Если два кубита максимально запутаны, ничто во Вселенной не сможет запутаться с ними. Это делает запутанность уникальным способом защиты и приватности.
Также известны и многие другие применения квантового интернета — скорее всего, их обнаружится еще больше, как только сети запустятся. Исследователи из QuTech нацелены на разработку квантового интернета, отличающегося технологическими возможностями и соответствующим применением.
На самых первых стадиях разработки настоящей квантовой сети — подготовка и расчет сети — уже можно передавать кубиты между двумя любыми сетевыми узлами, по кубиту за раз. Это представляет собой серьезную поддержку криптографических применений квантовой сети. Последние стадии — долгосрочная цель подключения в сеть больших квантовых компьютеров, на которых можно выполнять любые квантовые задачи.
Ожидается, что первые настоящие квантовые сети, предоставляющие непрерывную передачу кубитов, реализуют в ближайшие годы, предвещая расцвет крупномасштабного квантового интернета.