Квантовая запутанность позволит дронам общаться без интернета в зонах бедствий

Исследователи из Виргинского технологического института представили новую систему связи для дронов, которая не зависит от традиционных интернет-сетей и использует квантовую запутанность. Технология может быть полезна в зонах стихийных бедствий, где обычная связь нарушена.

(Слева направо) Валид Саад и Александр Дерье представляют свою новую систему eQMARL. Автор: Luke Hayes для Virginia Tech

Аспирант Александр Дерье под руководством профессора Валида Саада разработал фреймворк eQMARL (entangled quantum multi-agent reinforcement learning). Он позволяет устройствам, таким как дроны для тушения пожаров, обмениваться информацией напрямую через запутанные квантовые частицы (кубиты), минуя уязвимый открытый интернет.

«Запутанность, по сути, использует саму ткань физического пространства вокруг нас и то, как атомы внутренне связаны друг с другом», — пояснил Дерье.

Когда состояние одного кубита в запутанной паре меняется, это мгновенно отражается на состоянии другого, независимо от расстояния. Это позволяет передавать закодированные данные (например, видео с камеры дрона) безопасно и без необходимости в беспроводном сигнале. Тесты показали, что система на основе запутанности работает эффективнее классических и не запутанных квантовых аналогов.

Хотя до практического развертывания в реальных миссиях по спасению может пройти 10–15 лет, исследователи уже создали «инструкцию», доказывающую принципиальную возможность такого подхода. Потенциально технология может найти применение не только в связи дронов, но и в защищённой передаче медицинских данных, федеративном обучении ИИ и создании менее энергоёмких нейросетей.

Дополнительная информация: Alexander DeRieux et al, eQMARL: Entangled Quantum Multi-Agent Reinforcement Learning for Distributed Cooperation over Quantum Channels, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2405.17486