Инженеры впервые продемонстрировали квантовую телепортацию по оптоволоконному кабелю

Исследователи из Северо-Западного университета в США успешно продемонстрировали квантовую телепортацию информации через оптоволоконные кабели, которые уже используются для передачи интернет-трафика. Это открытие прокладывает путь к объединению квантовых и традиционных сетей, упрощая инфраструктуру для квантовых технологий. Исследование опубликованно в журнале Optica.

Квантовая телепортация использует явление запутанности, при котором две частицы остаются связанными, независимо от расстояния между ними. Информация передается не физическим переносом частиц, а мгновенным обменом между запутанными частицами.

Проблема в том, что в оптоволокне квантовая информация передается с помощью одиночных фотонов, которые «утопают» в миллионах других фотонов классической связи. Это мешало их совместному использованию. Поэтому команда под руководством профессора Према Кумара изучила, как свет рассеивается в оптоволокне, и выбрала длину волны, где потери минимальны. Для этого создали специальные фильтры, который снизили шум, создаваемый интернет-трафиком.

Эксперимент провели на 30-километровом кабеле, одновременно передавая квантовую информацию и обычный интернет-трафик. Скорость передачи данных значительно превышала 400 Гбит/с. Результат показал успешную передачу квантовой информации, несмотря на высокую загрузку канала. 

«Это невероятно захватывающее событие, так как никто не думал, что это возможно. Наши результаты показывают путь к следующим поколениям квантовых сетей. По сути, это открывает дверь к выводу квантовой связи на новый уровень», — сказал Прем Кумар из Северо-Западного университета, возглавляющий это исследование. 

В квантовой телепортации (которая демонстрируется в эксперименте) передается не сама частица, а ее квантовое состояние. Это происходит практически мгновенно, независимо от расстояния (в пределах ограничений, накладываемых скоростью света для передачи классической информации, необходимой для завершения процесса телепортации). Однако, важно понимать, что телепортация не является «сверхсветовой» передачей информации, так как для ее завершения требуется классический канал связи.

Исследователи заключили, что квантовые сети предлагают принципиально новые возможности по сравнению с классическими, особенно в области безопасности и вычислений.