Ученые из Национального института стандартов и технологий США (NIST) провели испытания квантового интернета в реальных условиях. Им удалось передать фотоны на расстояние 62 километра, используя уже существующий сетевой кабель, сообщает Science Alert.
«Я бы назвал это стресс-тестом квантовых сетевых систем. Мы подвергли их экстремальному испытанию в очень шумной среде. Удивительно, но оказалось, что они все еще работают», — заявил физик Ичэн Ши из NIST.
Это не рекордное расстояние, на которое удалось передать фотоны, но он примечательно из-за особенностей установки. Большая часть оптоволоконных кабелей, использованных в эксперименте, прокладывалась над землей, а не под землей, между столбами вдоль улиц между NIST и Университетом Мэриленда. Эти кабели подвергаются воздействию ветра, перепадов температуры и вибраций от всего, что их окружает, включая движение транспорта и пролетающих птиц.
Потоковое видео и видеозвонки, составляющие основу данных классического интернета, не подвержены влиянию этих условий, но квантовые данные – подвержены. Окружающая среда интерферирует с поляризацией фотонов, направлением колебаний их электрического поля и тем, в котором содержится информация о квантовой запутанности.
Чтобы обойти эту проблему, ученые использовали лазерный световой сигнал в качестве опорной точки. Вычислив, насколько сильно изменился сигнал лазерного света, команда смогла применить соответствующие поправки к запутанным фотонам.
Необходимо было некоторое чередование запутанных фотонов и лазерного света, но оно заняло 7,2% времени, остальные 92,8% можно было использовать для передачи стабилизированной квантовой информации.
«Наши результаты демонстрируют возможность распределения поляризационно-запутанных фотонов в сложных условиях оптоволокна, что является важным шагом на пути к практическому развертыванию квантовых сетей. Хотя оптические волокна, проложенные по воздуху, обычно считаются неподходящими квантовыми каналами для передачи поляризационно-кодированных или поляризационно-запутанных фотонов, мы показываем, что стабильное распределение поляризационной запутанности достижимо, если оптоволоконная линия связи активно стабилизирована», — написали ученые в своей статье.
Недавно другая команда достигла рекордных показателей квантовой запутанности на расстояние 420 километров оптического волокна, но результаты нового эксперимента были получены в хаотических условиях реального мира.
Напомним, ранее ученые совершили прорыв, обнаружив два независимых метода, позволяющих обойти ограничения квантового предела для значительного повышения точности измерений времени. Эти открытия прокладывают путь к созданию нового поколения сверхточных атомных часов.