В последнее время квантовые коммуникационные сети стали предметом активных исследований и разработок. Они обладают рядом преимуществ перед обычными сетями. В частности, способны передавать информацию на большие расстояния и их практически невозможно взломать. Однако, существуют определенные трудности, которые необходимо преодолеть для расширения и улучшения эффективности таких сетей.
Проблемы квантовых сетей
Одной из главных проблем является потеря информации при передаче на большие расстояния. Последние достижения в области технологии квантового распределения ключей (QKD) позволяют передавать информацию на расстояния в несколько сотен километров, однако при этом сила сигнала и информация все-равно теряются. Для решения этой проблемы исследователи предлагают использовать квантовые ретрансляторы, способные решить эти проблемы при передаче.
Многоузловая квантовая сеть
Еще одной сложно решаемой задачей остается расширение сети до масштабов мегаполиса и обеспечение независимости квантовых узлов друг от друга. Для решения этой проблемы исследователи из Китайского университета науки и технологий предлагают использовать новую многоузловую квантовую сеть, адаптированную к условиям мегаполиса. Она отличается от предыдущих сетей количеством пользователей, которые могут подключаться к ней через собственные квантовые процессоры, а также наличием квантовых устройств памяти.
Технический подвиг
Создание такой сети является техническим подвигом, так как сочетание различных устройств, таких как процессоры, оптические волокна и запоминающие устройства, является чрезвычайно сложным. Однако, исследователи смогли разработать сеть, состоящую из трех квантовых узлов, связанных с узлом сервера и расположенных в виде треугольника. Каждый узел имеет отдельный процессор и квантовую память, а сервер соединяется с каждым узлом через оптическое волокно.
Квантовая память
Одной из ключевых особенностей новой сети является использование квантовой памяти. Каждый пользователь кодирует информацию в виде фотона и отправляет его на сервер. Если фотон будет потерян или испорчен в пути, квантовые узлы смогут сохранить информацию, которую он должен был нести. Это первый случай использования квантовой памяти в сети такого масштаба.
Для уменьшения потерь фотонов исследователи использовали технологию удаленной фазовой стабилизации. Они смогли добиться чередования фотонов от двух удаленных узлов, причем время хранения превышало время передачи в обе стороны. Это позволяет безопасно обмениваться информацией между ретрансляторами.
Правда, пока скорость передачи информации по существующей квантовой сети все еще недостаточно высока, чтобы система могла быть действительно полезной. Исследователи продолжают работать над улучшением эффективности и надежности квантовых коммуникационных сетей. В будущем, такие сети могут стать основой для безопасной и надежной передачи информации в мегаполисах.
The post В Китае представили самую передовую квантовую сеть appeared first on Русская семерка.