Група дослідників з Політехнічного інституту Ренсселера (RPI) здійснила прорив у створенні квантових мереж – технології, яка в майбутньому може стати основою для надшвидкої та абсолютно захищеної передачі даних. Їхня робота, опублікована в авторитетних журналах Physical Review Letters і Science Advances, пропонує вирішення головної проблеми квантової комунікації: як зберегти зв’язок між частинками на відстані, навіть після передачі інформації.
В основі технології лежить феномен квантової заплутаності, яка з’єднує частки, дозволяючи їм миттєво обмінюватися станами незалежно від відстані. Досі після кожного сеансу зв’язку така нитка рвалася, роблячи мережу непридатною для нових завдань. Команда під керівництвом Сянь Мена знайшла спосіб безперервно відновлювати заплутаність, використовуючи стратегію «резервних шляхів».
Інженери RPI запропонували не лагодити «нитку», а відразу будувати кілька паралельних. Якщо одна зайнята чи пошкоджена, дані йдуть іншим. Цей принцип, званий мультиплексуванням, забезпечує стійкість мережі до перешкод та збоїв, які є неминучими в реальних умовах. Більше того, у квантових системах такий підхід працює ефективніше, ніж у класичних, відкриваючи шлях до створення масштабованих рішень.
«Наша стратегія дозволяє мережам зростати, не втрачаючи стабільності, – пояснює Мен. — Це ключ до майбутнього, де квантові процесори, подібно до сучасних серверів, зможуть обмінюватися даними без ризику злому». Вчені вже співпрацюють із Національною лабораторією Брукхейвена в рамках ініціативи Міністерства енергетики США щодо розробки стійких квантових систем. Паралельно студенти RPI набувають практичного досвіду, працюючи з реальними квантовими комп’ютерами в лабораторії Мена.
Прогрес у цій галузі особливо важливий на тлі успіхів IBM та інших компаній, чиї квантові чіпи стають потужнішими. Щоб об’єднати їх в обчислювальні кластери, будуть потрібні саме такі мережі — здатні передавати величезні обсяги даних без втрат. Дослідження RPI не лише наближає еру квантового інтернету, а й закладає фундамент для технологій, які сьогодні здаються фантастикою: від шифрування, недоступного для злому, до розподілених квантових обчислень, які вирішують завдання в секунди, на які сучасним суперкомп’ютерам потрібні роки.