Согласно появившейся информации, совместная работа ученых из Имперского колледжа и Университета Саутгемптона в Великобритании, а также Университета Штутгарта и Университета Вюрцбурга в Германии позволила сохранить и извлечь данные с квантовых компьютеров, впервые в мире создав “важнейшее соединение для квантового интернета”.
Как заключают эксперты в пресс-релизе Имперского колледжа, это важный шаг в развитии квантовых сетей, поскольку мир готовится к следующему поколению вычислений. Благодаря сверхвысоким скоростям вычислений, квантовые технологии используются для решения мировых проблем, связанных с разработкой новых лекарств, пониманием свойств материалов и оптимизацией финансовых рисков.
Создаваемые сегодня квантовые компьютеры уже намного опережают свои двоичные аналоги и становятся еще лучше благодаря добавлению большего количества квантовых битов в пакеты обработки и исправления ошибок.
Однако все эти достижения могут ничего не значить, если ученые не смогут надежно передавать квантовые данные по сети, ведь они также подвержены потере при передаче на большие расстояния из-за своей природы. Вот почему ученые ищут способы разделить сеть на более мелкие сегменты и связать их так, чтобы они имели одинаковое квантовое состояние.
Современные коммуникационные сети, передающие интернет-данные, также сталкиваются с той же проблемой. Поэтому сети оснащаются ретрансляторами или усилителями, которые считывают и усиливают сигнал, чтобы он оставался неизменным на больших расстояниях.
Классические ретрансляторы, однако, не могут использоваться с квантовыми данными, поскольку любая попытка их считывания или копирования приведет к их уничтожению. Таким образом, квантовая информация должна храниться и извлекаться по всей сети для передачи данных на большие расстояния, что требует квантового запоминающего устройства.
Один из подходов к обмену квантовой информацией заключается в использовании запутанных фотонов. Поскольку частицы запутаны, невозможно понять одну из них, не понимая другую. Однако для обмена запутанными фотонами на большие расстояния нужны устройства для их создания, хранения и извлечения по сети передачи. Ученые уже давно пытаются создать такие устройства, но генерирование запутанных фотонов и разработка совместимой квантовой памяти для их хранения оставались сложной задачей.
Совместная работа ученых из различных университетов Великобритании и Германии позволила разработать необходимое устройство. Не связанные между собой фотоны, называемые квантовыми точками, генерируемые в этом устройстве, пропускались через систему квантовой памяти, которая сохраняла их с помощью атомов рубидия.
Для включения и выключения памяти и высвобождения фотонов по требованию использовался лазер. Что еще более важно, длина волны, используемая устройством, совместима с волоконно-оптической инфраструктурой, которая сегодня соединяет мир, что упрощает развертывание, когда квантовые компьютеры будут готовы к внедрению.
“Объединение двух ключевых устройств - важный шаг вперед в создании квантовых сетей, и мы очень рады, что стали первой командой, которая смогла продемонстрировать это”, - сказала Сара Томас, исследователь с физического факультета Имперского колледжа Лондона, которая участвовала в работе над проектом и представила результаты исследования в пресс-релизе университета. В планах ученых - совершенствование системы, уменьшив ее размеры и увеличив продолжительность хранения фотонов.
