Команда из Штутгартского университета в Германии достигла прорыва в квантовой связи: успешно телепортировав квантовую информацию между фотонами, генерируемыми совершенно разными источниками света. Этот рубеж значительно приближает видение безопасного, квантового интернета большой дальности к реальности.
Задача квантовой передачи на расстояние
Традиционные интернет-сигналы можно усиливать с помощью усилителей, но квантовые данные работают иначе. Любая попытка усилить квантовый сигнал разрушает его хрупкое состояние, делая его бесполезным. Чтобы передавать квантовую информацию на большие расстояния, необходимы источники света, производящие идентичные фотоны — частицы, которые неразличимы друг для друга.
Это было серьёзным препятствием: обеспечить, чтобы два независимых источника создавали фотоны с одинаковыми характеристиками, невероятно сложно. Незначительные различия могут разрушить квантовое состояние во время телепортации.
Квантовые точки: ключ к стабильности
Исследователи решили эту проблему, используя квантовые точки : наноразмерные полупроводники, излучающие свет на чрезвычайно точных частотах. Эти точки производят фотоны настолько похожими, что они практически взаимозаменяемы. Это позволяет «перебрасывать» квантовую информацию по сетям с ретрансляционными станциями без потерь или сбоев.
«Впервые в мире нам удалось передать квантовую информацию между фотонами, происходящими из двух разных квантовых точек», — говорит физик Петер Михлер из Штутгартского университета.
Как работает квантовая телепортация (это не то, что вы думаете)
Термин «телепортация» вводит в заблуждение. Исследователи не перемещают материю; они передают квантовое состояние — информацию, закодированную внутри фотона — от одной частицы к другой. Для этого требуется, чтобы два фотона находились в «размытом» квантовом состоянии и, что критически важно, были неразличимы.
Команда из Штутгарта продемонстрировала, что это работает даже тогда, когда фотоны поступают из разных квантовых точек, открывая дверь для масштабирования квантовых сетей. Эксперимент проводился по стандартному оптоволоконному кабелю длиной 10 метров, что подтверждает совместимость с существующей инфраструктурой.
Почему это важно: квантовая безопасность
Последствия огромны. Квантовый интернет, защищённый этой технологией, может сделать прослушивание невозможным. Квантовая связь по своей природе безопасна, поскольку любая попытка перехватить сигнал изменяет его, предупреждая отправителя и получателя.
Текущий процент успешной телепортации составляет чуть более 70%, но исследователи работают над его улучшением. Увеличение расстояния — ещё один приоритет.
Этот прорыв демонстрирует, что квантовая технология, основанная на квантовых точках, быстро развивается, обеспечивая жизненно важный строительный блок для будущих безопасных коммуникационных сетей. Гонка по созданию функционального квантового интернета в самом разгаре, и этот эксперимент знаменует собой важный шаг вперёд.
