Американские исследователи продемонстрировали работу Q-Chip — устройства, которое позволяет передавать квантовые сигналы по стандартным оптоволоконным сетям с использованием привычных интернет-протоколов (IP). Это первый эксперимент, показавший, что квантовые данные можно интегрировать в существующую интернет-инфраструктуру без создания отдельной сети.
Прорыв в квантовой связи
- Результаты опубликованы в журнале Science.
- Q-Chip объединяет квантовый сигнал с «классическим заголовком» — меткой маршрутизации и синхронизации, которую считывают обычные интернет-маршрутизаторы.
- Благодаря этому квантовая информация проходит по сети вместе с классическими данными, оставаясь защищённой от разрушения при измерении.
«Наш чип впервые позволяет управлять квантовыми и классическими сигналами так, чтобы они передавались вместе по одним и тем же кабелям с использованием стандартных протоколов IP», — пояснил профессор Пенсильванского университета Лян Фэн, соавтор работы.
Почему это важно
Кубиты — носители квантовой информации — крайне чувствительны: любое измерение разрушает их состояние суперпозиции. В классических сетях маршрутизаторы постоянно считывают данные, что делает прямую интеграцию невозможной. Q-Chip обходит это ограничение: заголовки считываются маршрутизаторами, но сами квантовые данные остаются нетронутыми.
Экспериментальная проверка
- Учёные испытали систему на 1-километровом участке коммерческого оптоволокна Verizon.
- Классический и квантовый сигналы реагировали на помехи одинаково, что позволило использовать классический канал для коррекции шумов.
- Передача квантовых данных прошла успешно, без потерь информации.
Массовое производство и перспективы
Q-Chip выполнен на основе кремния и может производиться существующими полупроводниковыми технологиями, что облегчает масштабирование.
В ближайшие 5–10 лет учёные ожидают появление первых квантовых сетей локального и городского масштаба. Среди возможных приложений:
- абсолютно защищённая связь,
- объединение квантовых компьютеров в распределённые системы,
- квантовое зондирование для сверхточной навигации и синхронизации.
Важность работы: эксперимент показал, что квантовые коммуникации можно встроить в существующую интернет-архитектуру, что снижает барьеры для создания квантового интернета глобального масштаба.
Больше интересного – на медиапортале https://www.cta.ru/