Инженеры Северо-Западного университета совершили прорыв в области квантовой телепортации, показав возможность передачи квантовой информации по оптоволоконным кабелям, которые одновременно используются для передачи традиционного интернет-трафика. Это открытие может стать важным шагом на пути к интеграции квантовых и классических сетей, предлагая новые уровни безопасности и скорости передачи данных.
Квантовая телепортация использует феномен квантовой запутанности, обеспечивая сверхбыстрый и надежный способ обмена информацией между удаленными пользователями сети. В отличие от традиционных методов передачи, она не требует физического перемещения частиц. Вместо этого информация передается за счет взаимодействия запутанных частиц на больших расстояниях.
По словам профессора Према Кумара, руководившего исследованием, команда доказала, что возможно объединить квантовые и классические сети в единой оптоволоконной инфраструктуре. «Это открывает путь к созданию сетей следующего поколения, где квантовая связь может сосуществовать с традиционными интернет-технологиями», – отметил ученый.
Передача квантовой информации
Ключевым моментом работы стало использование метода, который позволил передавать квантовую информацию, несмотря на помехи от миллионов световых частиц в кабеле. Исследователи тщательно изучили рассеяние света в оптоволокне и нашли менее загруженную длину волны для передачи квантовых фотонов. Кроме того, были применены специальные фильтры для уменьшения шумов от интернет-трафика.
В ходе эксперимента команда настроила оптоволоконный кабель длиной 30 километров с фотоном на каждом конце. По этому кабелю одновременно передавались квантовые данные и высокоскоростной интернет-трафик. Результаты показали, что квантовая информация успешно достигла точки назначения, даже в условиях высокой нагрузки сети.
Следующим этапом исследований станет тестирование технологии на больших расстояниях, а также проведение экспериментов с использованием реальных оптоволоконных линий связи. Ученые планируют продемонстрировать процесс «обмена запутанностью», что станет еще одним важным шагом в развитии распределенных квантовых приложений.
«Квантовая телепортация способна обеспечить безопасную связь между удаленными узлами сети. Многие считали, что для этого потребуется строительство специальной инфраструктуры. Однако, выбирая правильные длины волн, мы можем использовать уже существующие кабели, объединяя классическую и квантовую коммуникацию», – пояснил профессор Кумар.
Исследование опубликовано в журнале Optica.
