Новий експеримент наближає квантовий Інтернет до реальності

Хоча ідея квантового Інтернету має величезний потенціал, її підключення до звичайного старого Інтернету має свої труднощі. Тепер нове дослідження натякає на те, як можна поєднати існуючі та майбутні мережі.

Експеримент, проведений дослідниками з Університету Лейбніца в Ганновері в Німеччині, показує, як квантову інформацію та класичні 1 і 0 звичайних даних можна передати через те саме оптичне волокно.

Потенційно це означає майже захищений від злому Інтернет – і можливість використання існуючої інфраструктури для з’єднання кількох квантових комп’ютерів у мережі, які одного дня можуть надати унікальний засіб обчислювальної потужності, який міг би вирішувати нездоланні обчислювальні завдання.

Квантова комунікація вимагає, щоб тісно пов’язані хвилі світла надсилалися ізольовано, щоб захистити їх делікатно заплутаний зв’язок, що означає, що їх потрібно передавати окремо від звичайних світлових хвиль, що несуть дані. Це робить складним відправити все по одній трубі.

«Щоб зробити квантовий Інтернет реальністю, нам потрібно передавати заплутані фотони через волоконно-оптичні мережі», — каже фізик Міхаель Куес з Університету Лейбніца в Ганновері. «Ми також хочемо продовжувати використовувати оптичні волокна для традиційної передачі даних».

«Наше дослідження є важливим кроком для поєднання традиційного Інтернету з квантовим».

Команда використовувала спеціально розроблений пристрій, щоб застосувати так звану серродинну техніку, яка зсуває фазу сигналів в оптичному волокні, щоб розмістити квантові та класичні дані на одному частотному каналі.

Однак це робиться таким чином, що потоки даних не заважають один одному, зберігаючи заплутаний стан квантового потоку. На іншому кінці мережі потоки можна знову розділити, тож можна надсилати й отримувати обидва типи даних – гібридний підхід до зв’язку.

Це перший випадок, коли вченим вдалося надіслати заплутане світло з незаплутаними даними, використовуючи той самий частотний канал в оптичному волокні. Оскільки ці оптичні волокна вже є основою нашого Інтернету, це означає, що квантові технології можуть бути прийняті швидше.

«Заплутані фотони блокують канал даних в оптичному волокні, запобігаючи його використанню для звичайної передачі даних», — каже фізик Ян Гейне з Ганноверського університету Лейбніца.

Залишається багато проблем, які потрібно подолати: тривають дослідження, спрямовані на передачу квантової інформації на більші відстані без розривів, а також на пошук способів керування трафіком через існуючі мережі. Однак, якщо ми зможемо запустити квантовий Інтернет, він обіцяє додати неперевершений рівень супернадійного захисту – дані, які просто розпадаються, якщо зловмисники намагаються їх перехопити – поверх Інтернету, який ми знаємо сьогодні.

«Наш експеримент показує, як практичне впровадження гібридних мереж може бути успішним», — каже Куес. Дослідження опубліковано в Science Advances.