Перейти к содержимому 
Если подобрать правильную частоту, то даже в шуме интернет-трафика можно услышать тихий шепот квантового мира.
Впервые ученым удалось осуществить квантовую телепортацию по оптоволоконному кабелю, по которому одновременно передавались обычные интернет-данные. Это открытие предполагает, что мы сможем воспользоваться преимуществами квантовой связи, не строя для этого отдельную инфраструктуру.
Квантовая запутанность, которую Эйнштейн называл «жутким действием на расстоянии», позволяет мгновенно изменять состояние одной запутанной частицы, влияя на другую, независимо от расстояния между ними. Это означает возможность передачи информации между двумя точками без необходимости ее физического перемещения – другими словами, телепортацию информации.
Однако это не означает, что нам не нужна сеть передачи данных. Запутанные частицы первоначально находятся вместе и должны быть доставлены отправителю и получателю. Если в качестве частиц используются фотоны, их можно передавать по тем же оптоволоконным кабелям, которые используются для передачи интернет-трафика. Однако предыдущие эксперименты с квантовой связью проводились в условиях тишины и покоя, а не в условиях шумных информационных магистралей.
Именно это изменила команда профессора Према Кумара из Северо-Западного университета (Иллинойс, США). Ученые заметили, что запутанные фотоны, передаваемые на длинах волн, близких к тем, которые используются для обычного интернет-трафика, легко подвергаются помехам. Однако, используя длину волны, далекую от диапазона обычного трафика, можно сохранить хрупкую запутанность нетронутой.
Выбрав длину волны 1290 нанометров для квантовой передачи, Кумар и его коллеги запутали фотоны и передали их по 30-ти километровому оптоволоконному кабелю, по которому одновременно передавался интернет-трафик со скоростью 400 Гбит/с в популярном C-диапазоне (1547 нанометров). Затем они изменили состояние фотонов на одном конце и наблюдали за соответствующими изменениями на другом, чтобы проверить, сохранилась ли запутанность.
«Мы тщательно изучили, как рассеивается свет, и разместили наши фотоны в точке, где этот механизм рассеивания минимален», — заявил Кумар. «И обнаружили, что можем осуществлять квантовую связь без помех от классических каналов, работающих одновременно в этом же кабеле».
«Эта способность отправлять информацию без прямой передачи открывает двери для еще более сложных квантовых приложений, которые можно будет реализовать без использования выделенных волокон», — сказал ведущий автор исследования, аспирант Джордан Томас.
Надо сказать, что помимо выбора длины волны, для подавления шума использовались и другие методы, например, фильтры на приемниках, отсекающие незапутанные фотоны, которые могли бы помешать результатам.
Объем переданной информации и расстояние, на которое она была отправлена, пока слишком малы для практического применения. Фактически, отправитель и получатель находились в одном кампусе, а кабель просто был смотан в бухту, а не проложен на 30 километров.
Однако, если этот принцип удастся масштабировать, данная технология позволит передавать информацию без риска перехвата, а также создавать сети квантовых компьютеров. Одна из более сложных техник, которые команда надеется продемонстрировать, — это «обмен запутанностью», при котором фотоны, изначально независимые на обоих концах кабеля, становятся запутанными.
«Многие специалисты давно предупреждали, что никто не будет строить новую специализированную инфраструктуру для передачи частиц света», — сказал Кумар. «Если мы правильно выберем длины волн, нам и не придется ее строить. Классическая и квантовая связь могут сосуществовать вместе».
Работа опубликована в открытом доступе в журнале Optica.
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.