Квантовий інтернет працюватиме, якщо світло зберігати у вигляді звуку: що придумали вчені

Дослідники з Інституту Нільса Бора Копенгагенського університету в Данії продемонстрували, як дані, що генеруються квантовими комп'ютерами, можуть бути перетворені на звук і збережені в барабанах, які слугуватимуть квантовою пам'яттю, пише Interesting Engineering.

Розробники продемонстрували, що їхній новий пристрій — квантовий барабан, — має низькі втрати сигналу і може працювати з усіма світловими частотами, що використовуються в оптоволоконних кабелях. Дані можна зберігати і читати, коли це необхідно, і за допомогою цього підходу команда досягла рекордних 23 мілісекунд часу пам'яті.

Передача даних у двійкових обчисленнях відбувається оптоволоконними кабельними мережами. Кількість шуму, що генерується в оптоволоконному кабелі, збільшується експоненціально зі збільшенням відстані, яку проходить сигнал, поки його неможливо буде декодувати. Щоб розв'язати цю проблему, в комп'ютерних мережах використовують підсилювачі, в яких сигнал посилюється на шляху проходження. Хоча це працює в двійковій обчислювальній системі, щоб квантова обчислювальна система могла застосувати цей підхід, спочатку необхідно перетворити світлові сигнали на двійкові, щоб підсилити їх. Такі перетворення сповільнять роботу мережі та зроблять її вразливою для кібератак.

Вчені з Данії продемонстрували інноваційний підхід до зберігання квантових даних за допомогою так званого квантового барабана. Маленька мембрана барабана, виготовлена з кераміки, має отвори по краях, розміщені у вигляді візерунка. Коли лазерне світло падає на мембрану, вона починає вібрувати. Саме ці звукові вібрації барабана можна зберігати та передавати. Завдяки своїй попередній роботі дослідники знають, що мембрана залишається в тендітному квантовому стані, а отже, може отримувати та передавати дані, не втрачаючи їх.

"Квантова пам'ять матиме основоположне значення для передавання квантової інформації на відстані, — сказав Мадс Бьєррегаард Крістенсен, співавтор дослідження. — Те, що ми розробили, є важливою частиною самої основи інтернету майбутнього з квантовою швидкістю і безпекою".

Раніше вчені використовували атомні системи, де світло використовується для зміщення електронів. Однак дослідницька група з Інституту Нільса Бора заявляє, що цей підхід має обмеження, оскільки неможливо диктувати конструкцію атома або частоти світла, з якими можуть взаємодіяти електрони світла.

Квантові обчислення і зв'язок поки що перебувають на ранній стадії розвитку. Проте, можна припустити, що квантовий барабан одного разу буде використовуватися як свого роду квантове ОЗП — тимчасова робоча пам'ять для зберігання квантової інформації.

Раніше ми писали, що квантовий комп'ютер D-Wave вперше виконав корисне завдання. Розробники запевняють, що їхня система Advantage2 незрівнянно швидша за найпотужніший у світі суперкомп'ютер Frontier. Однак інші вчені критикують її за однозадачність і навіть не вважають комп'ютером як таким.