Команда з Університету Штутгарта в Німеччині здійснила прорив у квантових комунікаціях: успішно телепортувала квантову інформацію між фотонами, створеними абсолютно різними джерелами світла. Ця віха значно наближає бачення безпечного квантового Інтернету дальньої дії до реальності.
Проблема квантової передачі на відстань
Традиційні інтернет-сигнали можна посилити за допомогою підсилювачів, але квантові дані працюють інакше. Будь-яка спроба посилити квантовий сигнал руйнує його крихкий стан, роблячи його марним. Щоб передавати квантову інформацію на великі відстані, потрібні джерела світла, які виробляють ідентичні фотони — частинки, які неможливо відрізнити одна від одної.
Це було головною перешкодою: забезпечити, щоб два незалежні джерела виробляли фотони з однаковими характеристиками, неймовірно важко. Незначні відмінності можуть зруйнувати квантовий стан під час телепортації.
Квантові точки: ключ до стабільності
Дослідники вирішили цю проблему за допомогою квантових точок : нанорозмірних напівпровідників, які випромінюють світло на надзвичайно точних частотах. Ці точки створюють настільки схожі фотони, що вони практично взаємозамінні. Це дозволяє «передавати» квантову інформацію через мережі з релейними станціями без втрат і збоїв.
«Вперше в світі нам вдалося передати квантову інформацію між фотонами, що походять від двох різних квантових точок», — каже фізик Пітер Міхлер зі Штутгартського університету.
Як працює квантова телепортація (це не те, що ви думаєте)
Термін «телепортація» вводить в оману. Дослідники не рухають матерію; вони передають квантовий стан – інформацію, закодовану всередині фотона – від однієї частинки до іншої. Це вимагає, щоб два фотони перебували в «нечіткому» квантовому стані і, що важливо, були нерозрізненими.
Штутгартська команда продемонструвала, що це працює, навіть коли фотони надходять від різних квантових точок, відкриваючи двері для розширення квантових мереж. Експеримент проводився на стандартному 10-метровому оптоволоконному кабелі, підтверджуючи сумісність із існуючою інфраструктурою.
Чому це важливо: квантова безпека
Наслідки величезні. Квантовий Інтернет, захищений цією технологією, може зробити прослуховування неможливим. Квантова комунікація за своєю суттю безпечна, оскільки будь-яка спроба перехопити сигнал змінює його, сповіщаючи відправника та одержувача.
Поточний рівень успішності телепортації становить трохи більше 70%, але дослідники працюють над його покращенням. Ще одним пріоритетом є збільшення відстані.
Цей прорив демонструє, що квантова технологія на основі квантових точок швидко розвивається, створюючи життєво важливий будівельний блок для майбутніх захищених комунікаційних мереж. Гонка за створення функціонального квантового Інтернету в розпалі, і цей експеримент знаменує важливий крок вперед.
