Создан первый сегмент квантового интернета будущего

18 Июня, 2018 10:03
Владимир Смирнов
Специалисты из Голландии продемонстрировали новый подход к созданию быстрых и стабильных квантовых связей между частицами. Соответствующее оборудование уже было протестировано в квантовой сети из двух узлов.

Исследователи QuTech, центра исследований квантовых вычислений и сетей на базе Дельфтского технического университета (TUD) и Нидерландской организации прикладных научных исследований (TNO), создали технологию, призванную повысить безопасность сетевых соединений.

Создано устройство, генерирующее квантово-запутанные частицы с высокой частотой. Надежность генератора и защищенность от посторонних шумов позволяет использовать технологию в компьютерных сетях.

На сегодня ученые соединили два узла, находящиеся на расстоянии 140 метров друг от друга, образовав тем самым квантовую сеть. Они рассчитывают, что к 2020 г. четыре крупнейших голландских города будут объединены квантовой сетью на основе изобретения.

При работе над новой технологией ученым было необходимо научиться генерировать пары частиц, обладающих свойством квантовой запутанности. Это значит, что при изменении состояния одной из них или даже попытке измерить ее характеристики, другая также изменяет свое состояние автоматически. Качественный генератор должен производить пары квантово-запутанных частиц с достаточной частотой и степенью надежности, «по требованию». Сформированные пары не должны терять своих свойств до достижения очередного узла в сети.

Именно стабильность квантового соединения представляла собой одну из основных проблем технологий квантовых сетей.

Изобретение голландцев представляет собой пару чипов на основе алмаза, электроны в которых находятся в состоянии квантовой суперпозиции (смешения нескольких состояний). При прохождении лазера через такую структуру возникает фотон (частица света), связанный (благодаря квантовой запутанности) с электроном. Соединение двух подобных фотонов с помощью полупрозрачного зеркала и попытка их измерить оказывают влияние на оба связанных с фотонами электрона. Сам факт фиксации «объединенного» фотона говорит об успешности произведенного связывания пар фотон-электрон.

Однако же велик шанс того, что в процессе фотоны не достигнут цели и «потеряются». Для повышения надежности генератора исследователи прибегнули к методу «сборочного конвейера». На первом этапе лазер многократно пропускается через кристалл, пока не будет зафиксирована связь между парами частиц. Затем пары облучаются слабыми электромагнитными импульсами микроволнового диапазона каждую десятую долю секунды для предотвращения потери связей.

Подобный подход позволяет разработанной установке производить до 39 связанных пар частиц в секунду, лишь пять из которых окажутся ненадежными и лишатся связи. Таким образом, генератор обладает эффективностью свыше 50%, чего, вполне достаточно для создания квантовых сетей.

По материалам Cnews

Материалы по теме:

Комментарии:

НОВЫЕ СТАТЬИ

Intel поглотит AMD. Возможно
Владимир Смирнов 17 Января 10:03
СХД Oracle ZFS Storage Appliance ZS7: до 1000 раз быстрее
По материалам Oracle 14 Января 09:47