|
Мы на шаг приблизились к квантовому интернету
|
|
|
|
В течение многих лет квантовый интернет был туманной, трудноопределимой технологией будущего, которая обещала превратить нынешний информационный век в век квантовой информации. По сути, идея заключалась в том, что успешная передача квантовых данных может позволить нам использовать мощные квантовые свойства кубита. В частности, это позволило бы нам использовать запутанность и суперпозицию, что, по сути, могло бы привести к созданию Интернета, который невозможно взломать (или, по крайней мере, Интернета, который гораздо сложнее взломать).
|
|
|
|
Однако современная информационная сеть не была создана в одночасье, и если квантовому Интернету требовалась собственная инфраструктура, разработанная на заказ, то для масштабирования такой технологии могут потребоваться годы или даже десятилетия, прежде чем она окажет заметное влияние. Но в последние месяцы появляется все больше свидетельств того, что квантовый интернет может просто... использовать аппаратное обеспечение, которое у нас уже есть для классических компьютеров.
|
|
|
|
Ранее в этом году ученые из Северо-Западного университета телепортировали квантовую частицу, используя общедоступную интернет-инфраструктуру. Новое исследование, проведенное учеными из Университета Пенсильвании (Penn), показало, что квантовые сигналы передаются по локальной волоконно-оптической сети Verizon с использованием того же интернет-протокола (IP), который является основой современного Интернета. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science.
|
|
|
|
|
|
|
Чтобы достичь этого, команда, возглавляемая профессором материаловедения и инженерии Пенсильванского университета Лиангом Фэном, создала то, что они называют “Q-чипом”, который координирует как классические, так и квантовые данные.
|
|
|
|
“Продемонстрировав, что интегрированный чип может управлять квантовыми сигналами в коммерческой сети, такой как Verizon, и делать это с использованием тех же протоколов, что и классический Интернет, мы сделали ключевой шаг к более масштабным экспериментам и практическому квантовому Интернету”, - сказал Фенг, старший автор исследования в заявлении для прессы.
|
|
|
|
Для работы квантового Интернета ключевым моментом является сохранение квантового состояния. В противном случае кубиты распадаются и становятся просто классическими битами. Однако это проблема, поскольку обычные информационные сети измеряют данные, чтобы направлять пакеты в нужное место назначения — с помощью кубитов это разрушило бы квантовое состояние. Итак, Фенг и его команда разработали оригинальный обходной путь. Команда посылает классические сигналы впереди запутанной информации, подобно классическому локомотиву, который тащит запечатанный квантовый груз, так что информация может быть прочитана в классическом потоке, оставляя квантовый нетронутым.
|
|
|
|
“Классический "коллектор" действует как паровоз поезда, в то время как квантовая информация перемещается позади в герметичных контейнерах [...]. Вы не можете открыть контейнеры, не повредив то, что находится внутри, но двигатель гарантирует, что весь поезд доберется туда, куда ему нужно”, - сказал Ичи Чжан, ведущий автор исследования и докторант Пенсильванского университета, в заявлении для прессы. “Внедрив квантовую информацию в привычную структуру IP, мы показали, что квантовый интернет может буквально говорить на том же языке, что и классический. Эта совместимость является ключом к масштабированию с использованием существующей инфраструктуры”.
|
|
|
|
Конечно, есть и другие проблемы, которые возникают, когда любая технология выводится за пределы лаборатории. Предсказуемые условия лабораторных условий исчезли, а на их месте появились хаотичные системы, зависящие от температуры, погоды и других видов деятельности человека. Но, опять же, поскольку классический “движок” можно измерить, команда может экстраполировать помехи, которые влияют на квантовый сигнал, как форму коррекции ошибок. После тестирования система показала достоверность в 97 процентов в реальных условиях.
|
|
|
|
Это не означает, что наш классический Интернет в одночасье превратится в квантовый. По—прежнему остается одно важное препятствие - квантовая информация не может быть усилена ретрансляторами, как классическая информация, поскольку этот метод разрушил бы квантовую запутанность. Это ограничение затрудняет масштабирование такой квантовой сети за пределы города, не говоря уже о распространении на весь мир, но авторы отмечают, что демонстрация того, что квантовая информация может передаваться по существующему интернет-оборудованию с использованием легко производимых кремниевых чипов, является большим шагом вперед.
|
|
|
|
“Это похоже на первые дни существования классического Интернета в 1990-х годах, когда университеты впервые подключили свои сети”, - сказал Роберт Броберг, соавтор исследования и докторант Пенсильванского университета, в заявлении для прессы. “Это открыло путь к преобразованиям, которые никто не мог предсказать. Квантовый интернет обладает таким же потенциалом”.
|
|
|
|
Источник
|
