Открыта дверь в будущее: первая успешная передача квантовой информации

Исследователи впервые смогли произвести, сохранить и восстановить квантовую информацию, что является ключевым шагом в создании квантовых сетей. Это открытие, опубликованное в журнале Science Advances , стало возможным благодаря совместным усилиям учёных из Имперского колледжа Лондон, Университета Саутгемптона, а также университетов Штутгарта и Вюрцбурга в Германии.

Квантовые сети, позволяющие распределенные вычисления и обеспечивающие защищённую связь, могут революционизировать многие области, включая оптимизацию финансовых рисков, расшифровку данных, дизайн молекул и изучение свойств материалов. Однако передача квантовой информации на большие расстояния до сих пор сопровождалась потерей данных. Решением стало создание системы, где информация сохраняется и восстанавливается в квантовой памяти, а затем передаётся с использованием обычных оптических волокон.

«Мы взволнованы, что впервые удалось соединить два ключевых устройства, что открывает дорогу квантовому взаимодействию», — говорит доктор Сара Томас из Имперского колледжа Лондон. Её коллега Лукас Вагнер из Университета Штутгарта добавляет: «Связывание удалённых локаций и квантовых компьютеров является критически важной задачей для будущих квантовых сетей.»

В основе системы лежит квантовая точка, создающая фотоны, которые затем сохраняются в квантовой памяти на облаке атомов рубидия. Эта память может активироваться и деактивироваться с помощью лазера, позволяя управлять хранением и извлечением фотонов по требованию. Важным достижением стало то, что волновая длина фотонов совпала с волновой длиной, используемой в телекоммуникационных сетях, что делает возможным их передачу через стандартные волоконно-оптические кабели.

Команда теперь стремится улучшить систему, включая унификацию длины волн всех фотонов, увеличение времени их хранения и уменьшение размеров всей системы. «Это важный шаг вперёд, как подтверждение концепции», — отмечает доктор Патрик Ледингем из Университета Саутгемптон. «Мы неоднократно пытались реализовать это ранее, и успех на этот раз был достигнут благодаря сбору экспертов с необходимым специализированным оборудованием и их работе над синхронизацией устройств.»

Этот прорыв может стать началом новой эры в квантовых технологиях, предоставляя основу для будущего квантового интернета, где безопасность и скорость передачи данных достигнут невиданных ранее высот.