Нове дослідження робить великий крок до квантового інтернету

В експерименті, коли один фотон зустрічається з фотоном у заплутаній парі, його стан миттєво передається іншому фотону, який знаходиться далеко – це явище називається квантовою телепортацією.

Німецькі вчені зробили важливий крок до квантового інтернету – надзахищеної комунікаційної мережі майбутнього – вперше передавши інформацію між фотонами, що випромінюються двома різними квантовими точками.

Результати були опубліковані в журналі Nature Communications.

Квантові точки – це крихітні структури в напівпровідникових матеріалах, які випромінюють окремі фотони. У квантовому зв'язку кожен фотон несе «квантовий біт» – наприклад, напрямок поляризації світла. Особливість полягає в тому, що якщо його «підслухати», фотон залишає негайний слід, допомагаючи системі виявляти перешкоди.

Однак, щоб «телепортувати» квантову інформацію, фотони повинні бути майже ідентичними за кольором та часом випромінювання. Це складно, особливо коли вони генеруються з різних джерел.

Команда вчених з Університету Штутгарта вирішила цю проблему, створивши два майже ідентичні напівпровідникові джерела фотонів та використовуючи перетворювач частоти для точного налаштування невеликих відхилень.

Одне джерело виробляє один фотон, інше — пари фотонів, які «заплутані», тобто мають однаковий стан, незважаючи на те, що знаходяться далеко одне від одного.

В експерименті, коли один фотон зустрічається з одним із заплутаної пари, його стан миттєво передається іншому фотону, який знаходиться далеко – це явище називається квантовою телепортацією. Дві експериментальні площадки з'єднані 10-метровим оптоволоконним кабелем.

Команда стверджує, що її показник успішності перевищує 70% і вона прагне досягти набагато більших відстаней. Раніше сигнал квантової заплутаності передавали на 36 км через оптоволоконну мережу Штутгарта.

Це досягнення є важливим кроком до створення квантового ретранслятора – пристрою, здатного передавати квантові сигнали на великі відстані. На відміну від сучасного інтернету, квантові сигнали неможливо посилити чи скопіювати, тому лише квантовий ретранслятор може «оновлювати» інформацію без втрати безпеки.

Проєкт є частиною національної програми Німеччини Quantenrepeater.Net, у якій беруть участь понад 40 дослідницьких підрозділів та підприємств. Вчені очікують, що такі фундаментальні експерименти прокладуть шлях для створення реальних квантових мереж у майбутньому.

(TTXVN/В'єтнам+)

Джерело: https://www.vietnamplus.vn/nghien-cuu-moi-dat-buoc-tien-lon-huong-toi-internet-luong-tu-post1080081.vnp