Учёные впервые провели квантовую телепортацию по загруженному интернет-кабелю

Доброе утро, дорогие подписчики! И вновь сообщаем вам о удивительных новостях из мира науки и технологий: физики из Северо-Западного университета США впервые в истории человечества они смогли провести квантовую телепортацию по интернет-кабелю, который был перегружен посторонним трафиком. Ученым удалось передать запутанные состояния двух фотонов на расстояние 30,2 км по тому же оптоволоконному кабелю, по которому шёл обмен обычными данными. Затем они зафиксировали коллапс волновой функции и мгновенную телепортацию квантового состояния.

Несмотря на это впечатляющее достижение, остаются серьезные сомнения в возможности использования обычных коммуникаций для передачи квантовых состояний. Это, в свою очередь, ставит под вопрос создание глобального квантового интернета без необходимости создания отдельной инфраструктуры. Однако работа американских исследователей, опубликованная сегодня в журнале Optica, дает основания полагать, что квантовые данные можно будет передавать по существующим линиям оптической связи.

Эксперимент проводился в лабораторных условиях на катушке оптического кабеля длиной 30,2 километра. Скоро учёные планируют «телепортировать» квантовые состояния через интернет. В лабораторных условиях они максимально приблизили работу интернета к обычным условиям. По кабелю передавался интернет-трафик с полосой пропускания 400 Гбит/с в диапазоне C. Основной задачей было подобрать для двух запутанных фотонов такой частотный диапазон, чтобы их состояния не разрушились до измерения, то есть до завершения передачи на другой конец линии. Также учёные разработали систему фильтров для минимизации помех от обычного трафика.

«Это невероятно захватывающе, потому что никто не думал, что это возможно», — заявил Прем Кумар, руководитель исследования. «Наша работа открывает путь к квантовым и классическим сетям следующего поколения, которые будут использовать единую волоконно-оптическую инфраструктуру. По сути, это открывает двери для вывода квантовых коммуникаций на новый уровень».

Следует отметить, что квантовая телепортация не переносит информацию в традиционном понимании. Квантовое состояние фотона заранее неизвестно. Попытка его определить до передачи, например, измерить направление спина, приведет к коллапсу волновой функции, и тогда просто нечего будет отправлять. А раз мы не знаем, что передаем, то и смысла в телепортируемой информации нет. Однако можно телепортировать квантовые состояния, что лежит в основе квантовой криптографии. Если такое сообщение перехватят, об этом мгновенно станет известно, независимо от расстояния между запутанными фотонами.?

Специалисты из Северо-Западного университета продемонстрировали, что на примере загруженной трафиком обычной волоконно-оптической линии запутанные фотоны можно передавать одновременно с обычными данными. Квантовое состояние сохраняется до конца передачи и при измерении телепортируется. Это открывает возможность для сосуществования квантовой криптографии и традиционного интернет-трафика. Но исследователи намерены идти дальше. Их интересует передача запутанных состояний другим парам фотонов для участия в распределённых квантовых вычислениях. Только так можно будет создать квантовый интернет и интегрировать его в уже существующую всемирную сеть.

Источник: vk.com

Комментарии: