🔥 Интернет нового поколения? Ученые изобрели метод передачи квантовой информации на тысячи километров

Квантовые компьютеры обещают значительные улучшения в области кибербезопасности, коммуникаций и обработки данных.

Однако для достижения полного потенциала этих технологий необходимо соединить несколько квантовых компьютеров в квантовые сети.

Учёные из Университета Чикаго разработали новый подход для создания таких сетей — использование вакуумных труб с рядами линз, которые могут передавать квантовую информацию на тысячи километров.

Новая методика передачи данных

Исследователи из Инженерной школы Притцкера предложили построить длинные квантовые каналы с использованием вакуумных труб, в которых через определённые промежутки будут установлены линзы.

Эти вакуумные направляющие, диаметром около 20 см, могут передавать данные со скоростью более 10 трлн кубитов в секунду.

Фотонные лучи, содержащие квантовую информацию, будут перемещаться по вакуумным трубам и фокусироваться с помощью линз, что предотвращает потерю данных.

Преимущества и применение

Профессор Лян Цзян, старший автор исследования, отметил, что эта технология может быть использована не только для безопасной связи, но и для создания распределённых квантовых вычислительных сетей, квантовых сенсорных технологий и синхронизированных часов.

Разработка была выполнена в сотрудничестве с учёными из Стэнфордского университета и Калифорнийского технологического института.

Основные сложности и решения

Одной из основных проблем передачи квантовых данных является то, что квантовые состояния не могут быть переданы через классические сети.

Учёные пробовали использовать оптоволоконные кабели и спутники для передачи фотонов, но эти методы имеют ограничения из-за поглощения и потерь данных.

Применение технологии LIGO

Исследователи вдохновились работой в Обсерватории гравитационных волн с лазерным интерферометром (LIGO), где используются вакуумные трубы для обнаружения гравитационных волн.

В новой теоретической работе учёные показали, что вакуумные трубы меньшего размера могут эффективно передавать фотоны между квантовыми компьютерами. Эти трубы требуют лишь среднего вакуума (10^-4 атмосферного давления), что значительно проще в эксплуатации.

Будущие эксперименты и перспективы

Группа планирует провести лабораторные эксперименты для проверки своей идеи, а затем использовать более крупные вакуумные трубы для работы над стабилизацией фотонных лучей на больших расстояниях.

Внедрение этой технологии на большом масштабе потребует решения инженерных задач, но потенциал её огромен, включая возможность передачи десятков терабайтов данных в секунду.