Под Нью-Йорком запустили прототип квантового интернета

в Бруклине, Нью-Йорк, сделали значительный шаг в развитии квантовых сетей, запустив прототип квантового интернета под улицами Нью-Йорка. Результаты их работы опубликованы в журнале PRX Quantum, кратко об этом рассказывается в пресс-релизе на Phys.org.

Эксперимент проводился в рамках проекта, целью которого было демонстрирование возможностей квантовых технологий в реальных условиях городской инфраструктуры. Для этого исследователи использовали арендованную 34-километровую оптоволоконную цепь, названную петлей GothamQ.

Используя поляризационно-запутанные фотоны, ученые эксплуатировали петлю в течение 15 непрерывных дней. Этот период времени позволил им собрать ценные данные о производительности и надежности квантовой сети в реальных условиях городской среды. Полученные результаты открывают новые перспективы для развития квантовых технологий и их применения в повседневной жизни.

Фотоны, как элементарные частицы, обладают уникальными свойствами, которые делают их ключевыми для развития квантовых технологий. Одним из таких свойств является запутанность, которая представляет собой явление квантовой механики, где изменение состояния одного фотона моментально влияет на состояние другого, даже если они находятся на большом расстоянии друг от друга. Это свойство открывает новые перспективы для передачи информации и создания безопасных квантовых сетей.

Однако, помимо преимуществ, связанных с запутанностью фотонов, существуют и некоторые трудности. Например, дрейф поляризации в процессе передачи сигнала может привести к потере запутанности и искажению передаваемой информации. Это означает, что для эффективного использования запутанных состояний в квантовых сетях необходимо разрабатывать методы компенсации дрейфа поляризации и обеспечения стабильности передачи.

Поляризация фотонов, определяемая направлением вращения векторов магнитной и электрической индукции, играет ключевую роль в создании и манипулировании запутанными состояниями. Понимание и контроль этого параметра позволяют сохранять запутанность на протяжении всего процесса передачи информации, что является важным аспектом развития квантовых технологий.

В мире квантовых технологий каждый эксперимент приносит новые открытия и вызовы. Одним из таких экспериментов было запутывание инфракрасных фотонов с разными длинами волн. В частности, фотон с длиной волны 1324 нм взаимодействовал с фотоном длиной волны 795 нм, принадлежащим к ближнему инфракрасному спектру.

Важным результатом этого исследования стало обнаружение совместимости последнего фотона с атомными системами рубидия, используемыми в квантовой памяти и процессорах. Это открытие открывает новые перспективы для развития квантовых технологий и создания более эффективных устройств.

Однако, в процессе эксперимента было выявлено, что дрейф поляризации фотонов зависит как от их длины волны, так и от времени. Это обстоятельство потребовало от компании Qunnect разработать и построить специальное оборудование для активной компенсации этого эффекта на тех же длинах волн.

Новые исследования в области квантовых сетей показали, что удалось достичь времени безотказной работы на уровне 99,84 процентов и точности компенсации на уровне 99 процентов для запутанных пар фотонов, передаваемых со скоростью около 20 000 в секунду. Это означает, что даже при полумиллионе запутанных пар фотонов в секунду точность передачи составляла почти 90 процентов.

Система продемонстрировала способность сохранять высокую точность передачи запутанных состояний даже при использовании оптоволоконного кабеля, который подвержен вибрациям, изгибам и колебаниям температуры. Этот прорыв открывает новые перспективы для создания полностью автоматизированных и стабильных квантовых сетей. Важно отметить, что такие технологии могут стать основой для развития безопасных и надежных квантовых коммуникаций в будущем.

Исследования в области квантовых технологий продолжают развиваться, и достижения в области точности и надежности передачи информации с использованием запутанных пар фотонов открывают новые горизонты для применения квантовых сетей в различных сферах, включая криптографию, телекоммуникации и информационные технологии.

Источник и фото - lenta.ru