Квантово-запутанные сообщения передали на 50 километров

Команда китайских исследователей смогла передать квантовую информацию в запутанном состоянии на 50 километров по спиральному волокну с примерно 30-процентной эффективностью. Об этом авторы рассказали в статье, опубликованной в журнале Nature.

В течение последних нескольких лет ученые работают над созданием квантового интернета — такого же, как современная сеть, но с гораздо более высокой безопасностью протоколов. Один из таких подходов основан на разработке квантовых ключей, с помощью которых можно было вычислить, подслушивает ли кто-то разговор или нет. В случае нарушения конфиденциальности ключи меняются и безопасность восстанавливается. Но в таких системах требуется измерение квантового состояния ключей, на которое могут влиять условия окружающей среды, что делает подход практически нецелесообразным.

Другой подход предполагает использование запутанных частиц для формирования сети. Однако это оказалось трудно реализовать из-за чувствительности таких частиц и их короткого срока существования. Но в своей новой работе исследователям в Китае удалось запутать квантовую информацию и передать ее между зданиями, находящимися на расстоянии в 20 километров друг от друга. Также это оказалось возможным сделать с помощью спирального волоконного кабеля длиной в 50 километров.

Первый эксперимент был основан на использовании небольшого облака атомов, помещенных в желаемое квантовое состояние. Операции чтения и записи информации выполнялись с помощью фотонов. Чтобы задействовать состояние памяти, исследователи загоняли их в оптический резонатор, позволяя частицам взаимодействовать с атомами в облаке. При «запоминании» информации облако испускало фотон, извещая об успешности процесса.

Затем фотон поляризовался, в результате чего мог нести информацию о состоянии коллективной памяти. Это значит, что технология теперь могла использоваться для создания запутанных состояний. Но предотвращение потери фотона во время передачи требовало переключения его длины волны на ту, которая обычно используется для передачи сигнала по волоконному кабелю.

Эффективность такого процесса оказалась равна примерно 30%. Второй эксперимент включал в себя создание всего двух квантовых битов из фотонов и отправку их через 50 километров спирального волокна. Ни один из этих экспериментов, по словам авторов, скорее всего, не приведет к созданию квантового интернета, но оба показывают, что ученые все ближе подходят к конечной цели.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.