Новая структура каналов для передачи данных решит проблемы, которые, как ожидается, возникнут в эпоху квантовых вычислений.
Британские физики из Университета Бата разработали волокна с микроструктурированной сердцевиной, состоящей из сложного рисунка воздушных карманов. В отличие от оптоволокна со сплошным сердечником в современных каналах связи они подходят для передачи света на длинах волн квантового интернета будущего.
Оптические волокна в современных телекоммуникационных сетях передают свет на длинах волн, которые обеспечивают минимальные потери при распространении света в кварцевом стекле, объясняют ученые. Но эти длины волн несовместимы с рабочими диапазонами источников одиночных фотонов, кубитов и активных оптических компонентов квантовой связи.
В специальных волокнах, которые разработали физики из Университета Бата, по всей длине создана микроструктурированная сердцевина, состоящая из сложного рисунка воздушных карманов. Такая структура позволяет исследователям манипулировать свойствами света внутри волокна, создавать запутанные пары фотонов, изменять цвет фотонов или даже захватывать отдельные атомы внутри волокон.
Сложная структура опотоволокна, оптимизированная для передачи света в разных диапазонах длин волн. Изображение: Cameron McGarry et al., APL Quantum
Низкие потери, низкая задержка и низкая дисперсия волокон с полой сердцевиной делают их привлекательными для передачи данных в квантовых сетях как на короткой, так и на длинной дистанции, добавляют ученые. В исследовании, опубликованном в журнале Applied Physics Letters Quantum, физики обсуждают проблемы, связанные с квантовым интернетом, а также представляют решения для масштабируемой и надежной широкомасштабной квантовой сети.
Как и существующий интернет, квантовый интернет будет полагаться на оптические волокна для передачи информации от узла к узлу. Эти оптические волокна, вероятно, будут сильно отличаться от тех, что используются в настоящее время, и потребуют другой поддерживающей технологии, чтобы быть полезными.
Кэмерон МакГарри, соавтор исследования
Читать далее:
Посмотрите, как выглядит полярное сияние из космоса
Случайность спасла Землю от мощнейшей солнечной вспышки
Пациенту впервые пересадили титановое сердце на магнитной подвеске
На обложке: свет внутри оптоволокна с воздушными карманами. Изображение: Cameron McGarry, University of Bath