Квантовий інтернет майже готовий: учені записали та зчитали дані завдяки фотонам

Уперше в історії дослідникам з Імперського коледжу Лондона (Велика Британія) вдалося передати і прочитати вихідні квантові дані, використовуючи дві машини. Це може стати першим кроком на шляху до надбезпечного і надшвидкого квантового інтернету, передає Еxtreme Тech.

Команда вчених повідомила, що їй вдалося зберегти фотонні стани в атомній пам'яті з ефективністю 12,9% і прочитати її через деякий час. Витягнуті фотони зберегли свої вихідні квантові стани, а це означає, що цей метод дає змогу зберігати і зчитувати квантову інформацію, не руйнуючи її. Ще належить виконати багато роботи, перш ніж квантові обчислення зможуть стати повсякденною реальністю, але великий крок у цьому напрямку вже зроблено.

У традиційних системах зв'язку використовують ретранслятори для посилення і приймання-передачі сигналів, при цьому частина інформації не передається, а зберігається. Але квантову інформацію, кодовану фотонами, передати, прийняти і розшифрувати набагато складніше — будь-яка спроба прочитати інформацію з квантової системи може знищити її. Однак учені, використовуючи стандартний оптоволоконний кабель, змогли реалізувати новий вид квантової пам'яті, що поглинає і зберігає квантовий стан фотонів для подальшого вилучення даних.

Нова система заснована на генерації фотонів з використанням напівпровідникових квантових точок, але змусити цю систему взаємодіяти з новою квантовою пам'яттю було непростим завданням. Пам'ять, відома як ORCA (Off-Resonant Cascaded Absorption — нерезонансне каскадне поглинання, — ред.), використовує хмару атомів рубідію для зберігання квантової інформації. Фотони, вироблені квантовими точками, не мають необхідної довжини хвилі, щоб легко поглинатися атомами, тож дослідникам довелося внести кілька коригувань, щоб взаємодія відбулася.

Розробники налаштували архітектуру квантових точок так, щоб вона випромінювала світло з довжиною хвилі 1529,3 нм, що сумісно зі стандартними оптоволоконними телекомунікаційними лініями. Потім розробили серію фільтрів і модуляторів для регулювання довжини хвилі випромінюваних фотонів доти, доки вони не зможуть взаємодіяти з атомною квантовою пам'яттю. Потім підключили лазер, що вмикає і вимикає пам'ять, змінюючи поглинальні властивості атомів рубідію.

Раніше ми писали, що дослідники створили пристрій під назвою квантовий барабан, який може отримувати і передавати дані, не втрачаючи їх.