През 2024 г. изследователи в САЩ постигнаха първата в света демонстрация на телепортация на квантово състояние на светлината през повече от 30 километра оптичен кабел, докато по същата линия тече действителен интернет трафик със скорост около 400 гигабита в секунда. Това постижение, ръководено от компютърния инженер Прем Кумар от Северозападния университет, показва възможностите за интегриране на квантови канали в съществуващата оптична инфраструктура без необходимост от изграждане на отделна мрежа, съобщава town.bg и е сред важните новини в областта на квантовите комуникации.
В опростено описание процесът на квантова телепортация премества квантовите характеристики на един обект върху друг чрез преплитане и еднопосочна класическа вълна от информация. При експеримента екипът е трябвало да защити деликатното квантово състояние на единичен фотон от влиянията на класическия интернет трафик и на околната среда, които бързо водят до загуба на когерентност. За целта изследователите приложиха поредица от мерки за ограничаване на фотонния канал и намаляване на вероятността състоянието да се смеси с другите оптични сигнали.
Възникващите отразени и разсейващи въздействия в оптичните влакна, както и шумът от електромагнитни и термични въздействия, представляват сериозна пречка за достигането и съхраняването на квантова информация в реални комуникационни среди. В случая екипът е работил върху „разумна точка“ на спектъра, където механизмите на разсейване са сведени до минимум, което позволява на самотния фотон да запази своето квантово състояние въпреки наличието на масивен класически трафик.
Прем Кумар описва постижението като „невероятно вълнуващо“ и подчертава, че експериментът отваря път към съвместно използване на една унифицирана оптична инфраструктура за класически и квантови мрежи от следващо поколение. По думите му, правилният избор на дължини на вълните може да премахне нуждата от специализирана инфраструктура за предаване на частици светлина и да позволи съвместно функциониране на двата типа комуникации.
Важно техническо постижение на изследването е демонстрацията на квантова комуникация в реални мрежови условия, а не само в симулации или лабораторни изолации. Докато предишни групи успешно са предавали квантова информация заедно с класически потоци в тестови среди, екипът на Кумар е първият, който осъществява телепортация на квантово състояние едновременно с реален интернет поток, което е ключов аргумент за осъществимостта на т.нар. квантов интернет.
Практическите ползи от подобни технологии включват осигуряване на сигурни квантови връзки между географски отдалечени възли, нови методи за криптиране, измерване и наблюдение, както и възможности за хибридни мрежови архитектури, които да използват предимствата и на класическите, и на квантовите платформи. Според екипа, постъпателното интегриране на квантови канали върху вече разпространена оптична мрежа би намалило бариерите пред широкото прилагане на квантови технологии.
Експериментът е и демонстрация, че предходните предположения — че ще е неизпълнимо да се пренасят единични фотони през линии, натоварени с ежедневен интернет трафик — могат да бъдат преодолени с подходящи инженерни решения. Изследователите показват, че с комбинирани подходи за контрол на канала, избор на честоти и управление на смущенията е възможно да се постигне стабилно предаване на квантова информация в реална мрежова среда.
Резултатите дават основание на инженерите да работят заедно с операторите на оптични мрежи, за да адаптират използването на дължини на вълните и управлението на каналите така, че класическите и квантовите комуникации да могат да съществуват едновременно, без да се налага цялостно преизграждане на текущата инфраструктура. Тези развития са сред важни новини за сектора и ще бъдат следени внимателно от научните и индустриалните общности, включително от потребители и фирми, които следят потенциала на квантовите технологии.
Статията е съставена като актуална новина за технологичния и научния сектор и е част от новинарските материали, които таун.бг и други издания отразяват във връзка с бързоразвиващите се квантови комуникации.
Абонирайте се за нас в Google News.
