Группа физиков под руководством профессора Мюнхенского университета Гаральда Вайнфуртера впервые смогла квантово запутать два атома, соединенных оптоволоконной линией связи длиной в 33 км.
«Это указывает на принципиальную возможность распределения квантовой запутанности между атомами через обычные оптоволоконные линии связи. В перспективе это позволит создать повторители квантовых сигналов, а также квантовые системы распределения ключей, чья работа не будет зависеть от особенностей устройства приемников и передатчиков фотонов», — сообщают исследователи.
Одна из главных проблем в работе современных систем квантовой связи заключается в том, что свет постепенно угасает при движении через оптоволокно. Физики пытаются решить эту проблему, разрабатывая так называемые повторители квантовых сигналов. Для этого необходимо разработать квантовую память — устройство, способное долгое время хранить квантовые состояния частиц света, передаваемых внутри сети.
Исследователи создали три отдельные оптические установки, две из которых были построены вокруг двух одиночных атомов рубидия-87, охлажденных до сверхнизких температур. Третья играла роль связующей станции между ними — она была соединена с каждой из двух других через 16,5-км линию оптоволоконной связи. Эта связующая станция вырабатывала два набора одиночных частиц света, которые были запутаны друг с другом на квантовом уровне. Эти частицы направлялись в сторону атомов рубидия-87 и взаимодействовали с ними таким образом, что соединяющая фотоны квантовая связь начинала объединять и атомы, удаленные друг от друга на огромное расстояние.
Решение этой задачи, как считают ученые, открывает дорогу для создания повторителей квантового сигнала и других устройств, необходимых для организации международных и межконтинентальных наземных квантовых сетей.
