Квантовые данные впервые передали по сети IP

Американские инженеры провели уникальный эксперимент, объединив квантовые сети с интернетом. Они использовали обычные оптоволоконные кабели и протокол IP, который лежит в основе современного интернета. Микроскопический квантовый чип координировал передачу квантовых и классических данных, обеспечивая их совместимость. Это открытие показало, что хрупкие квантовые сигналы могут работать в той же инфраструктуре, что и обычный онлайн-трафик.

Квантовые сигналы состоят из «запутанных» частиц, которые мгновенно реагируют на изменения друг друга. Однако данный эффект нельзя использовать для сверхсветовой (иначе - нелокальной) передачи информации из-за того, что передаваемые таким образом данные о состояниях частиц оказываются абсолютно хаотичными и непредсказуемыми. Но именно хаотичность - залог идеальной шифровки: таким образом работает квантовая криптография, позволяющая создавать каналы связи, которые не сможет взломать ни один компьютер на планете, в том числе - квантовый, что и должно стать основой для квантового интернета будущего. Также этот феномен может стать основой для создания более мощных и энергоэффективных квантовых компьютеров, производящих вычисления в септиллионы раз быстрее обычных в узкоспециализированных задачах. Он также откроет новые возможности в разработке лекарств и материалов за счёт увеличения скорости расчётов на многие порядки, что недоступно даже современным суперкомпьютерам.

Исследование ученых из Пенсильванского университета показало, что квантовый чип может передавать сигналы по коммерческому оптоволокну. Чип автоматически корректирует помехи, объединяет квантовые и классические данные в интернет-пакеты и маршрутизирует их. Он использует те же инструменты управления и систему адресации, что и обычные устройства.

Однако квантовые частицы теряют свои свойства при измерении, что затрудняет масштабирование квантовых сетей. Чтобы решить эту проблему, команда разработала гибридный чип «Q-Chip». Классический сигнал идет первым, позволяя измерять его для маршрутизации. Квантовый сигнал остается нетронутым. Разработчики сравнивают этот подход с железнодорожным составом, где классический сигнал — локомотив, а квантовая информация — груз в герметичных вагонах.

«Внедрив квантовую информацию в структуру IP, мы показали, что квантовый интернет может использовать тот же язык, что и классический», — сказал Чжан Ичи, первый автор статьи. Это открывает путь к масштабированию квантовых сетей с использованием существующей инфраструктуры.

Система показала точность передачи данных выше 97% в ходе испытаний. Это свидетельствует о ее способности преодолевать помехи и нестабильность, которые обычно разрушают квантовые сигналы за пределами лабораторий. Чип изготовлен из кремния с использованием проверенных технологий, что делает его пригодным для массового производства.

Источник: vk.com

Комментарии: