Трюк з телепортацією обіцяє майбутній квантовий Інтернет

 

Фото: newscientist.com

Квантова інформація була надіслана з одного боку простої квантової мережі до іншого, проходячи через проміжний вузол мережі, не зачіпаючи його.

Квантова мережа може телепортувати інформацію між непідключеними вузлами за допомогою так званої квантової заплутаності – важливого кроку до створення супербезпечного квантового Інтернету,пише Newscientist.

Об’єкти, які мають спільну квантову заплутаність, мають пов’язані властивості. Заплутування є центральним у пропозиціях щодо квантового Інтернету, який міг би значно покращити конфіденційність порівняно з поточними інтернет-системами. Одна з ідей полягає в тому, щоб побудувати мережу пов’язаних квантових бітів, або кубітів, які заплутані з кубітами в іншому місці мережі, а не з сусідніми вузлами, з якими вони безпосередньо пов’язані. Але заплутування цих мережевих кубітів поки що було продемонстровано лише з безпосередньо підключеними кубітами.

Рональд Хенсон з Делфтського технологічного університету в Нідерландах і його колеги побудували просту мережу, що містить кілька кубітів на основі алмазів, упорядкованих у три вузли, названі Аліса, Боб і Чарлі. Між Алісою та Чарлі не було прямого зв’язку, лише непрямий зв’язок, який кожен ділився з Бобом. Але Аліса і Чарлі мають спільну квантову заплутаність, що означає, що неможливо виміряти інформацію від одного з них, не змінюючи стан іншого.

Коли квантовий стан Чарлі змінився, стан Аліси також змінився, тобто інформація «телепортувалася» через Боба, не проходячи через нього.

«Це справді телепортація, як у науково-фантастичних фільмах», — каже Хенсон. «Стан, або інформація, дійсно зникає з одного боку і з’являється з іншого, і оскільки він не проходить проміжний простір між ними, [дані] також не можуть загубитися».

Хоча використання заплутування таким чином теоретично було можливим протягом десятиліть, воно було успішно продемонстровано лише тут, оскільки кубіти на вузлах включають кубіти «пам’яті», які можуть утримувати квантові стани протягом більш тривалого періоду часу, ніж стандартні кубіти.

Побудова квантової інтернет-мережі не забезпечує збільшення швидкості в порівнянні зі звичайною системою, навіть якщо два вузли мережі змінюються одночасно. Це пояснюється тим, що користувачі, які обмінюються інформацією про зміни в мережі, повинні робити це за допомогою традиційного, неквантового зв’язку. Але квантова мережа пропонує дійсно приватні функції, такі як захищений від прослуховування зв’язок або сервери даних, які ніколи не можуть виявити джерело даних, які вони перевіряють. «Також, ймовірно, є багато [додатків], які нам ще потрібно з’ясувати», – каже Хенсон.

У той час як Хенсон і його команда першими створили та випробували квантову мережу, в якій заплутані несусідні вузли, інші команди експериментували з різними видами квантової комунікації, наприклад, із заплутаними фотонами.

«Спробувати такі типи експериментів на різних платформах дуже важливо», — каже Чарльз Адамс з Даремського університету, Великобританія. «Ми ще не знаємо, яка технологія [буде успішною] – можливо, це буде якийсь гібрид різних технологій».