Сегодня 23 апреля 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

В Австрии создали ретранслятор запутанных квантовых состояний и телепортировали их по оптоволокну на 50 км

Если квантовые компьютеры пойдут по пути развития классических систем, то следующим шагом для них станет объединение в сети, включая глобальные. Необходимо будет передавать квантовые состояния, в частности — запутывать кубиты одного компьютера с кубитами другого. На небольших расстояниях это ещё можно сделать, но обеспечить такую передачу на десятки, сотни и тысячи километров — это задача, требующая особых ретрансляторов. Работу такого показали в Австрии.

 Источник изображения: Harald Ritsch/University of Innsbruck

Источник изображения: Harald Ritsch/University of Innsbruck

Проблема с ретрансляторами квантовых состояний в том, что любое измерение квантовых характеристик объекта ведёт к коллапсу всех остальных состояний. Такая физика сильно затрудняет квантовое распределение ключей и квантовую криптографию на этой основе. Дополнительно проблему усугубляет тот факт, что передачу квантовых состояний необходимо втиснуть в существующую кабельно-волоконную инфраструктуру — обеспечить работу как на пассивном, так и на активном оборудовании. Если проще — переносящий квантовое состояние фотон требуется сначала перевести в фотон со стандартной для современной телекоммуникации частотой для его передачи по оптике, где свои требования к длинам волн, а затем сделать обратное преобразование.

Осуществить подобный трюк удалось учёным из австрийского Университета Инсбрука. Исследователи собрали ретранслятор запутанности фотонов и показали её «телепортацию» на 50 км. Уточним, речь идёт не о передаче информации, которую можно расшифровать тем или иным способом, а о передаче квантового состояния (обычно речь идёт об измерении спина — ориентации магнитного вектора элементарной частицы). Один из фотонов мог быть 0, 1 или бесконечным множеством промежуточных значений, но при измерении характеристик одного из них, второй мгновенно показывал противоположное значение по измеряемому параметру.

На самом деле, учёные не выносили оптоволокно из лаборатории и использовали бобины с двумя отдельными 25-км отрезками оптического кабеля. Ретранслятор с квантовой памятью соединял эти отрезки посредине. Квантовая память в виде ионов кальция в оптической ловушке (в оптическом резонаторе) играла роль запоминающего устройства на случай потери фотонов в процессе передачи, но главное — она была ключевым элементом в обмене запутанными состояниями между фотонами в одном и другом отрезке оптоволокна.

Каждый из ионов кальция испускал по фотону. Эти фотоны разлетались по своим кабелям (сегментам сети) и при этом оставались спутанными каждый со своим ионом. Перед отправкой фотона в другой конец оптоволокна его преобразовывали в фотон с длиной волны 1550 нм, чтобы он соответствовал действующему стандарту в телекоммуникации. Затем ионы кальция запутывали между собой. Эксперимент показал, что запутывание ионов в ретрансляторе вело к синхронному запутыванию фотонов или, проще говоря, к мгновенной передачи запутанности по оптическому кабелю длиной 50 км.

Согласно проделанным экспериментам, учёные сделали вывод о необходимости ретрансляции квантовых состояний каждые 25 км. Это будет наилучшим образом соответствовать требованиям для сохранения высокой пропускной способности и наименьшей вероятности появления ошибок.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Новые правила «Оскара» разрешили применение ИИ в кино, но с оговоркой 2 ч.
Google бросила попытки искоренить сторонние cookies — они останутся в браузере Chrome 2 ч.
«Однозначно стоит своих денег»: хоррор Post Trauma в духе первых Silent Hill и Resident Evil вышел в российском Steam 3 ч.
Apple полностью поменяет команду разработки Siri, чтобы вывести её из застоя 4 ч.
Nvidia похвалилась, что поддержка технологии DLSS уже есть в 769 играх и приложениях 5 ч.
Анонсирован психологический хоррор «нового уровня» Displacement с элементами BioShock и Condemned — игра на грани закрытия 6 ч.
AMD выпустила необязательный драйвер с поддержкой The Elder Scrolls IV: Oblivion Remastered и FSR 4 для новых игр 6 ч.
Apple перестала обманывать пользователей и убрала утверждение, что Apple Intelligence «доступен сейчас» 6 ч.
Gmail упростил отписку от надоедливых рассылок, собрав их все в одном месте 7 ч.
Bethesda анонсировала и выпустила The Elder Scrolls IV: Oblivion Remastered — с новой графикой, улучшенным геймплеем и без русского языка 8 ч.
Минпромторг исключит ноутбуки и серверы HP и Fujitsu из списка на параллельный импорт 3 ч.
Новая статья: Старость — не радость (и для кремния тоже) 3 ч.
GS Group освоила самое передовое в России корпусирование микросхем, но до мировых лидеров ещё далеко 4 ч.
Зонд «Гера» показал Марс с необычного ракурса и сфотографировал один из самых маленьких спутников в Солнечной системе 4 ч.
Европа проведёт эксперимент по производству еды прямо на орбите 4 ч.
Учёные построили симулятор чёрной и белой дыры — он поможет создать электронику будущего и не только 4 ч.
Qualcomm обвинила Arm в нарушении лицензионного соглашения и тайном намерении стать производителем чипов 6 ч.
Colorfire представила бело-оранжевую GeForce RTX 5060 Ti Meow с лапками 6 ч.
Астрономы обнаружили хвостатую планету, которая буквально испаряется с каждым оборотом вокруг своей звезды 8 ч.
Insta360 представила экшн-камеру X5 за $550 c простой заменой разбитых линз 9 ч.