Четирима изследователи в лабораторията по квантова оптика – Ян Хайне, Филип Рюбелинг, Михаел Куес и Робърт Йоханинг (отляво) – намериха решение на сериозно предизвикателство в квантовия интернет (снимка: Leibniz University Hannover)
Квантовите компютри ще разгърнат своя потенциал, когато започнат да се свързват в мрежи. Мечтаният сценарий е тези мрежи да стъпят върху съществуващите оптични канали. Това ще бъде по-евтино и освен това ще увеличи сигурността на обикновените канали за предаване на информация.
Сериозно предизвикателство за разработчиците на квантови системи е фактът, че квантовите и обикновените фотони не се комбинират добре в един канал, тъй като квантовите състояния са чувствителни към смущения и лесно се унищожават. Но изследователи от Германия са намерили решение на този проблем.
Експеримент, проведен от учени от университета Лайбниц в Хановер, показва, че квантовата информация и класическата цифрова информация могат да се предават по едно и също оптично влакно. Потенциално това означава абсолютно устойчив на хакове обикновен интернет, както и възможност за комбиниране на няколко квантови компютъра в клъстери за решаване на проблеми с невъобразима сложност днес.
„За да превърнем квантовия интернет в реалност, трябва да предаваме заплетени фотони през оптични мрежи”, обяснява физикът Майкъл Куес от университета в Хановер. Лайбниц.
„Също така искаме да продължим да използваме оптични влакна за общо предаване на данни. Нашето изследване е важна стъпка към комбинирането на конвенционалния интернет с квантовия интернет”, твърди ученият.
За да комбинират квантов и конвенционален оптичен сигнал в един канал, изследователите са използвали самоделен модулатор с линейна промяна на фазата или забавянето (т.нар. метод на серодин). Този метод измества оптичния сигнал в оптичното влакно (в един честотен канал), за да побере както квантови, така и класически данни.
Експериментът показва, че това не разрушава заплитането на фотоните. На изхода по същия начин потоците се разделят на квантови и нормални за обработка всеки на своя приемник.
Учените подчертават, че всичко се случва в един честотен канал, а не само на ниво влакно, където може да има десетки или дори стотици честотни канали. Това ще намали конвенционалната честотна лента, проправяйки пътя за ускорено внедряване на квантовия интернет.