Под Нью-Йорком запустили прототип квантового интернета

Исследователи из компании Qunnect Inc. 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, проведенный исследователями, открывает новые перспективы для развития квантовых технологий и интернета в целом. Подробности работы команды Qunnect Inc. представлены в их новом исследовании, которое проливает свет на возможности квантовой связи в реальных условиях.

Для эксперимента была использована арендованная 34-километровая оптоволоконная цепь, названная петлей GothamQ. Используя поляризационно-запутанные фотоны, ученые эксплуатировали петлю в течение 15 непрерывных дней. Это позволило им провести серию успешных тестов, подтверждающих эффективность квантовых принципов в передаче данных и обмене информацией.

Запутанность фотонов, проявляющаяся в их квантово-механическом взаимодействии на расстоянии, играет ключевую роль в современной квантовой физике. Это явление связано с возможностью изменения состояния одного фотона влиять на состояние другого, даже если они находятся на большом удалении друг от друга.

Одним из интересных свойств фотонов является их поляризация, которая определяется направлением вращения векторов магнитной и электрической индукции относительно направления распространения света. Поляризация фотонов может быть использована для создания и управления запутанными состояниями в квантовых системах, что открывает новые перспективы для развития квантовых технологий.

Однако, в процессе передачи фотонов по квантовым сетям наблюдается явление дрейфа поляризации, которое может привести к потере запутанности и искажению передаваемой информации. Для эффективного использования запутанных состояний в квантовых сетях необходимо разрабатывать методы компенсации дрейфа поляризации и обеспечивать стабильность передачи квантовых состояний.

Эксперимент, проведенный с использованием инфракрасных фотонов различных длин волн, выявил интересные особенности взаимодействия. Например, фотон с длиной волны 1324 нм запутывался с фотоном длиной волны 795 нм, принадлежащим к ближнему инфракрасному спектру. Это открытие имеет важное значение для развития квантовых технологий, так как фотон с длиной волны 795 нм совместим с атомными системами рубидия, используемыми в квантовой памяти и процессорах.

Обнаружено, что дрейф поляризации фотонов зависит как от их длины волны, так и от времени. Это наблюдение представляет собой новое вызов для компании Qunnect, специализирующейся на разработке квантовых технологий. Для активной компенсации дрейфа поляризации на тех же длинах волн потребовалось спроектировать и построить специальное оборудование.

Таким образом, результаты эксперимента не только расширили наше понимание взаимодействия фотонов различных длин волн, но и позволили выявить новые технологические задачи, стоящие перед специалистами в области квантовых технологий.

Новые исследования в области квантовых сетей показали впечатляющие результаты. Система смогла достичь времени безотказной работы на уровне 99,84 процентов и точности компенсации 99 процентов для запутанных пар фотонов, передаваемых со скоростью около 20 000 в секунду. Это открывает новые перспективы для развития квантовых технологий и их применения в различных областях.

Следует отметить, что даже при передаче полумиллиона запутанных пар фотонов в секунду точность составляла почти 90 процентов. Это свидетельствует о высокой эффективности системы в условиях высокой нагрузки и интенсивного использования.

Особенно важно, что система способна сохранять высокую точность передачи запутанных состояний даже при воздействии внешних факторов, таких как вибрации, изгибы и колебания температуры на оптоволоконном кабеле. Это открывает новые возможности для создания надежных и стабильных квантовых сетей, что является важным шагом в развитии квантовых технологий.