САЩ имали квантова мрежа от години

От две години и половина американски учени тестват квантова изчислителна мрежа с централен комутатор, който управлява маршрутите на предаваните по нея сигнали. Едва сега обаче националната лаборатория Лос Аламос, принадлежаща на Министерство на енергетиката и разположена в щата Ню Мексико, съобщи за наличието на работещ прототип на квантовата мрежа.

Принципно, лабораторията се занимава с разработки на ядрено оръжие. Квантовите изчислителни системи са ново направление в дейността й. Тези мрежи привлякоха вниманието на учените, тъй като позволяват постигане на изключително високо ниво на защита на информацията, пише Technology Review.

Квантовите обекти, като например фотонът, имат тази особеност, че при измерването ми винаги настъпват промени. Всяко прочитане на фотон оставя следи и приемащата страна разбира, че някой се е опитал да прихване комуникацията.

Съществуващите прототипи на квантови мрежи обаче могат да предават данни изключително по един маршрут – от точка А до точка Б, т.е. информацията не може да се изпрати в точки C, D, E или F. Това е следствие от самата квантова механика, тъй като определянето на маршрута изисква четене на фотони, а това ги променя, т.е. губи се информацията, която те носят.

Различни екипи учени се опитват да решат този проблем. Така например, през 2012 г. изследователи от Китай създадоха квантов рутер, базиран на ефекта на квантовото сцепление. Системата обаче е далеч от етапа на практическа реализация. Към момента тя позволява управление само на един кубит (единица за съхранение на информация в квантовата система) в даден момент от време.

Учените от Лос Аламос твърдят, че са немерили изход от ситуацията. Те предлагат архитектура на квантова мрежа с централен възел – комутатор. Всеки сигнал в мрежата винаги преминава през този възел.

Сигналите пристигат в комутатора във вид на фотони и се преобразуват там в стандартни електрически сигнали. След това комутаторът насочва тези сигнали по съответния маршрут и на изхода си отново ги преобразува във фотони.

Създаването на подобен комутатор е съпроводено с техническа трудност, тъй като преобразувателите на сигнала, т.нар. фотонни детектори, се твърде големи. Американците обаче са решили и този проблем, като вместо фотонни детектори използват по-компактни лазерни устройства.

Следващата цел на учените е да намалят още повече компонентите на квантовата мрежа и да ги поместят в компютри, рутери и други устройства, свързани помежду си с оптично влакно, т.е. да създадат една напълно използваема мрежа.