Квантовые компьютеры обещают прорыв в кибербезопасности, связи и обработке данных. Для этого их нужно объединить в квантовые сети — аналог интернета. Ученые из Чикагского университета предложили новый подход: проложить вакуумные трубы с линзами на большие расстояния.
По таким каналам, диаметром 20 сантиметров, можно будет передавать квантовые данные на тысячи километров со скоростью более 1013 квантовых битов в секунду — это лучше, чем у существующих решений. Свет, кодирующий данные, будет фокусироваться линзами и оставаться в вакууме. Статья опубликована в Physical Review Letters.
Квантовые компьютеры используют кубиты, которые могут находиться в суперпозиции (нескольких состояниях одновременно) и запутываться (быть связанными друг с другом). Это позволяет им обрабатывать новые типы данных и безопасно хранить и передавать информацию.
Объединение квантовых компьютеров сделает их еще мощнее, но существующие сети не подходят, так как разрушают квантовые свойства.
Ученые пытались использовать оптоволокно и спутники для передачи фотонов, которые могут быть кубитами. Фотоны проходят небольшое расстояние по оптоволокну, так как поглощаются. В вакууме потери меньше, но их передача на большие расстояния через спутники ограничена.
Вдохновившись вакуумными туннелями LIGO (обсерватория гравитационных волн), ученые предложили использовать более компактные трубы для передачи данных между квантовыми компьютерами. Теоретически такие трубы, оснащенные линзами, смогут передавать данные на большие расстояния. Им потребуется лишь частичный вакуум (давление 10−4 атмосферы), который проще поддерживать, чем сверхвысокий вакуум LIGO (10−11 атмосферы).
Ученые планируют провести эксперименты, чтобы проверить работоспособность идеи, а затем использовать более крупные трубы для отработки фокусировки и стабилизации луча на дальних расстояниях.