Американские учёные совершили прорыв в квантовой связи: им впервые удалось передать квантовое состояние света на расстояние более 30 километров по обычному оптоволоконному кабелю, который одновременно был загружен высокоскоростным интернет-трафиком. Ранее такой эксперимент считался технически невозможным.
Что именно удалось сделать?
Команда под руководством профессора Према Кумара из Северо-Западного университета осуществила квантовую телепортацию — передала хрупкое квантовое состояние одиночного фотона по кабелю, параллельно передававшему данные со скоростью около 400 Гбит/с.
«Это невероятно захватывающе, потому что раньше никто не считал подобное возможным», — отметил профессор Кумар.
В чём была главная сложность?
Квантовые состояния крайне хрупки: любое взаимодействие с окружающей средой (помехи, тепловые колебания, другие сигналы) разрушает их — происходит декогеренция. Поэтому считалось, что для квантовой связи необходимы абсолютно изолированные, «тихие» каналы.
Учёные решили эту проблему, тщательно подобрав длину волны и режим передачи, при которых рассеяние света и влияние помех от интернет-трафика были минимальны. Это позволило фотону сохранять свои квантовые свойства в «шумной» среде.
Почему это важно?
Это открытие открывает путь к практическому квантовому интернету на базе существующей телекоммуникационной инфраструктуры. Раньше для этого пришлось бы прокладывать отдельные, исключительно дорогие линии связи.
Возможные применения:
- Сверхзащищённая связь: принципы квантовой криптографии делают перехват данных практически невозможным.
- Распределённые квантовые вычисления: объединение отдельных квантовых компьютеров в мощные сети.
- Новые поколения датчиков и измерительных систем.
Эксперимент, описанный в журнале Optica, — это важный шаг от лабораторных моделей к реальным городским и межгородским квантовым сетям. Будущее квантовых технологий может оказаться «вплетённым» в уже существующие интернет-кабели.