Исследователи из Северо-Западного университета сделали невероятный шаг вперед в области квантовой связи, продемонстрировав успешную квантовую телепортацию по обычному оптоволоконному кабелю, который уже используется для интернет-трафика. Это открытие может значительно упростить создание распределенных квантовых датчиков и вычислительных приложений, ведь теперь квантовая связь может использовать существующую инфраструктуру.
Как объяснил руководитель исследования Прем Кумар, это важное достижение открывает путь к объединению квантовых и классических сетей. Теперь обе технологии смогут работать по одному и тому же волоконно-оптическому каналу. Это, в свою очередь, позволит улучшить квантовые коммуникации и сделает их более доступными.
Квантовая телепортация, в основе которой лежит запутанность частиц, позволяет передавать информацию практически мгновенно — независимо от расстояния между частями системы. Вместо того, чтобы физически передавать информацию, запутанные частицы обменяются данными без их перемещения, что делает процесс невероятно быстрым и безопасным. В классической оптической связи сигналы передаются с помощью миллионов частиц света, но квантовая информация требует работы с отдельными фотонами, что создаёт определенные сложности.
Ранее считалось, что такие фотоны будут "тонуть" в потоке обычных частиц света в оптоволокне. Однако Кумар и его команда нашли способ обойти эту проблему. Они провели серию экспериментов и обнаружили, что можно использовать определенную длину волны, в которой свет рассеивается меньше, чтобы передавать квантовую информацию без помех от классического интернет-трафика.
Для тестирования нового метода ученые установили 30-километровый оптоволоконный кабель, через который одновременно передавали обычные интернет-сигналы и квантовую информацию. Оказавшись на принимающей стороне, квантовая информация была успешно телепортирована, несмотря на "загруженность" канала интернет-трафиком. Кумар и его команда планируют продолжить эксперименты, увеличив расстояние и применив новые технологии для улучшения результатов.
В будущем ученые надеются интегрировать эти разработки в реальную инфраструктуру, включая подземные кабели, и использовать их для построения безопасных квантовых сетей между удаленными точками.
