Учените вече прилагат на практика обмена на квантови състояния на големи разстояния, използвайки фотонно кодиране (снимка: CC0 Public Domain)
Американски учени предложиха изграждане на мрежа от специални комуникационни канали, фокусирани върху прехвърляне на квантови състояния на кубити, която да обхване цялата територия на САЩ.
Проектът на изследователи от Училището по молекулярно инженерство към Прицкерският университет в Чикаго (PME) предвижда създаване на квантов интернет и прилагане на разпределено квантово изчисление, което ще увеличи мощността на вече обещаващите квантови компютри. Опитът на обсерваториите за гравитационни вълни ще помогне за това, защото кубитите ще трябва да се предават във вакуум.
Изследването е финансирано от американската армия и правителството. Квантовият интернет означава не само абсолютно сигурни комуникации, които не могат лесно да бъдат хакнати, но и експоненциален растеж в компютърните технологии, отбелязва EurekAlert.
Разпределеното квантово изчисление може временно да реши проблема с мащабирането на квантовите платформи. Въпреки че всеки компютър съдържа малък брой физически големи кубити, преразпределянето на изчислителното натоварване ще помогне да се увеличи производителността по сравнително прост начин.
Учените вече прилагат на практика обмена на квантови състояния на големи разстояния, използвайки фотонно кодиране. Благодарение на това, квантовите състояния могат да се предават чрез конвенционално оптично влакно и с помощта на лазер във въздуха и във вакуум, например чрез сателити. Скоростта на предаване обаче е много ниска, а затихването в оптичното влакно е високо.
Изследователите от Чикагския университет разчитат на опита си от дългогодишната работа с обсерватории за гравитационни вълни, чиито сензори са трикилометрови тунели с висок вакуум. Благодарение на огледалата, фотоните в тунелите прелитат огромни разстояния, отговаряйки на гравитационните вълни.
По същия начин е възможно да се предава квантова информация, кодирана в състоянията на фотоните на стотици и хиляди километри. И за да се намали вероятността от тяхното разпръскване, е необходима система за фокусиране по целия маршрут.
Изследователите теоретично обосноваха възможността за покриване на САЩ с квантова интернет мрежа от вакуумни тръби с диаметър 20 см с фокусиращи лещи на всеки няколко километра. Изчисленията показват, че всичко ще работи при средно ниво на вакуум.
На следващия етап учените ще извършат проучване на икономическата целесъобразност на проекта. Но още отсега подчертават, че няма да се пестят пари в името на високоскоростната квантова мрежа.