Квантовий Інтернет - мережа, в якій інформація, що зберігається в кубітах, передається на великі відстані через заплутаність, - перетворить області зберігання даних, точного вимірювання і обчислень, відкриваючи нову еру комунікації.
Нещодавно дослідники зробили значний крок у напрямку створення квантового Інтернету.
У статті, опублікованій в PRX Quantum, вони вперше демонструє стійку телепортацію на великі відстані кубітів, що складаються з фотонів (частинок світу) з точністю понад 90%.
Кубіти були телепортовані по оптоволоконній мережі довжиною 44 км з використанням сучасних детекторів одиночних фотонів, а також стандартного обладнання.
«Ми в захваті від цих результатів», - сказав вчений Fermilab Панайотіс Спенцуріс, керівник програми квантової науки Fermilab і один із співавторів статті. «Це ключове досягнення на шляху до створення технології, яка змінить наші уявлення про глобальні комунікації».
Квантова телепортація - це перенесення квантових станів з одного місця в інше. Квантова телепортація кубіту досягається за допомогою квантової заплутаності, при якій дві або більше частинки нерозривно пов'язані один з одним. Якщо заплутана пара частинок поділяється між двома окремими розташуваннями, незалежно від відстані між ними, закодована інформація телепортується.
Спільна команда - дослідники з Фермілаба, AT&T, Каліфорнійського технологічного інституту, Гарвардського університету, Лабораторії реактивного руху НАСА та Університету Калгарі - успішно телепортувала кубіти в дві системи: квантову мережу Каліфорнійського технологічного інституту і квантову мережу Фермілаб.
Системи були спроектовані, побудовані, введені в експлуатацію і розгорнуті в рамках державно-приватної дослідницької програми Caltech з інтелектуальних квантових мереж і технологій, або IN-Q-NET.
«Ми дуже пишаємося тим, що досягли цієї віхи у створенні стійких, високопродуктивних і масштабованих систем квантової телепортації», - кажуть вчені. «Результати будуть поліпшені за рахунок модернізації системи, яку ми очікуємо завершити до другого кварталу 2021 року».
Мережі Caltech і Fermilab, які забезпечують майже автономну обробку даних, сумісні як з існуючою телекомунікаційною інфраструктурою, так і з новими пристроями квантової обробки і зберігання. Дослідники використовують їх для підвищення точності і швидкості розподілу заплутаності, приділяючи особливу увагу складним протоколам квантового зв'язку і фундаментальній науці.
«За допомогою цієї демонстрації ми починаємо закладати фундамент для будівництва міської квантової мережі в районі Чикаго», - сказав Спензуріс.
Мережа Чикаголенд, звана квантовою мережею Illinois Express, розробляється Fermilab у співпраці з Аргоннською національною лабораторією, Каліфорнійським технологічним інститутом, Північно-Західним університетом і галузевими партнерами.
«Цей подвиг є свідченням успіху співпраці між дисциплінами та установами, від якого залежить так багато всього, що ми робимо в науці», - сказав заступник директора Fermilab з досліджень Джо Ліккен. «Я дякую команді IN-Q-NET і нашим партнерам в академічних і промислових колах за це перше в своєму роді досягнення в області квантової телепортації».