В июле на мероприятии в Чикагском университете был представлен проект квантового Интернета, как назвали его американские СМИ. Прототип междугородней линии связи с использованием механизмов квантовой физики будет построен в течение десяти лет. Это начало новой эры в телекоммуникациях, заявляют чиновники и ответственные лица США.
В ноябре 2018 года президент США Дональд Трамп подписал Закон о Национальной квантовой инициативе. В феврале этого года под эгидой Министерства энергетики США представители 17 национальных лабораторий собрались для разработки ключевых пунктов плана по созданию национальной сети Интернет, базирующейся на принципах квантовой физики. Разработки требовали все аспекты новой технологии от принципов и алгоритмов до устройств. Требовалась как стратегия развития, так и тактика, поэтому без детального плана и установки ближайших перспектив проект так и остался бы мечтой.
На данный момент детали плана остаются неизвестны. В ближайшей перспективе значится создание трёхузловой точки обмена квантовым трафиком. Успешный опыт по связыванию двух фотонов на базе 83-км петли из оптоволокна был поставлен зимой этого года. Примерно через год учёные обещают соединить квантовой линией связи лабораторию в Чикагском университете и Национальную лабораторию им. Ферми в Батавии, штат Иллинойс, что даст возможность связывать фотоны на дальности около 130 км и даже экспериментировать с передачей информации.
Впрочем, на первых порах квантовые линии связи будут использоваться для защиты передаваемой информации. Перехват одиночных фотонов, используемых для распределения квантовых ключей связи, выявляет стороннее вмешательство и позволяет точно знать скомпрометирована информация или нет. Это жизненно важно для правительственных, финансовых и военных каналов передачи данных. Установка протяжённых линий квантовой связи на примере будущей 130-км линии между двумя лабораториями позволит разрабатывать квантовые повторители (ретрансляторы), без которых ни о какой национальной квантовой сети Интернет не может быть и речи.
Сочетание линий связи для распределения квантовых ключей шифрования и обычного цифрового Интернета приведёт к появлению гибридного квантово-цифрового Интернета. В перспективе квантовый Интернет обещает предоставить возможность для передачи беспрецедентных по объёму массивов данных и даже для кластеризации квантовых вычислений. Но в ближайшие десять лет это вряд ли произойдёт. Таких компьютеров нет в каком-то значимом количестве, и пока не предвидится.
В декабре этого года учёные из Fermilab с партнёрами сделали значительный шаг в направлении создания квантового интернета. Они доказали возможность мгновенной передачи квантового состояния по оптическим сетям на 44 км.
В основном для опыта использовалось оборудование, которое уже можно купить в магазине. Источник изображения.
Квантовая телепортация осуществляется на запутанных кубитах, разнесённых на расстояние. В опыте Fermilab использовались обычные однофотонные датчики, оптические сети и новое лабораторное оборудование. Точность передачи квантового состояния кубита к связанному с ним и удалённому на 44 км другому кубиту составила 90 %, что считается предельно высокой точностью. В будущих экспериментах учёные собираются установить новый рекорд по дальности телепортации и по числу связанных кубитов. В перспективе это поможет совершать распределённые квантовые вычисления по типу кластерных, но без узкого места в виде ограничений пропускной способности сети.
В подготовке и постановке эксперимента кроме исследователей Fermilab участвовали учёные из AT&T, Caltech, Гарвардского университета, Лаборатории реактивного движения NASA и Университета Калгари. Квантовые фотонные кубиты были успешно телепортированы в две системы: квантовую сеть Caltech или CQNET и квантовую сеть Fermilab или FQNET.
«Мы в восторге от этих результатов, — сказал учёный Fermilab Панайотис Спенцурис (Panagiotis Spentzouris), руководитель программы квантовой науки Fermilab и один из соавторов статьи. — Это ключевое достижение на пути к созданию технологии, которая изменит наши представления о глобальных коммуникациях».
__________________
.
|