Квантовые сети связали с помощью обычного оптического кабеля

Ученые из Эдинбургского университета Хериот-Ватт совершили прорыв в создании квантового интернета, связав две отдельные квантовые сети в единую систему с восемью пользователями. Особенность эксперимента в том, что для этого использовался обычный коммерческий оптический кабель стоимостью менее 100 фунтов стерлингов (~11000 рублей).

Исследователи создали прототип сети, способной маршрутизировать и даже телепортировать квантовую запутанность по требованию. Профессор Мехул Малик объяснил: «Другие команды уже демонстрировали создание отдельных квантовых сетей, но мы впервые связали две отдельные сети вместе. Это позволяет одной сети общаться с другой».

Хаос света как ресурс

Ключевым элементом системы стала стандартная оптическая линия, в которой ученые использовали естественное рассеяние света. Доктор Наталия Эррера Валенсия, ведущий автор исследования, отметила: «Свет хаотично перемещается по сотням внутренних путей волокна. Мы превратили этот хаос в ресурс».

Система может распределять квантовую запутанность между пользователями в различных конфигурациях, переключаясь между локальными и глобальными соединениями. Важной особенностью является мультиплексирование каналов — одновременное обслуживание множества пользователей, аналогичное принципам классических телекоммуникационных сетей.

Наиболее впечатляющим достижением стала мультиплексированная телепортация запутанности между четырьмя удаленными пользователями через два канала одновременно.

Перспективы для квантовых вычислений

Профессор Малик считает, что эта технология может ускорить развитие квантовых вычислений: «Перспективный подход к созданию крупномасштабного квантового компьютера — объединение множества небольших квантовых процессоров. Наша сеть может гибко распределять и обмениваться запутанностью между многими квантовыми процессорами».

Исследование, опубликованное в журнале Nature Photonics, демонстрирует принцип, который может быть масштабирован для создания реального квантового интернета.

Интересный факт: квантовая запутанность — это явление, при котором две или более частицы оказываются связанными таким образом, что изменение состояния одной мгновенно влияет на состояние другой, независимо от расстояния между ними. Это свойство лежит в основе принципов квантовой телепортации и защищенных квантовых коммуникаций.