Квантовый интернет — это не только способ повысить скорость обработки информации. Главная сложность заключается в том, чтобы обеспечить безопасную передачу крайне чувствительных квантовых частиц через обычные сети, не допустив потери ценной информации.
Исследователи из Пенсильванского университета совершили значимое открытие: они доказали возможность передачи квантовых сигналов через стандартные оптоволоконные сети с применением привычного интернет-протокола IP.
Инновационное решение
В ходе экспериментов с сетью Verizon в Филадельфии учёные представили уникальный кремниевый чип, получивший название Q-chip. Это устройство позволяет синхронизировать квантовую и классическую информацию, сохраняя при этом деликатные квантовые состояния. Результаты исследования были опубликованы в авторитетном научном журнале Science.
Преодоление технических барьеров
Квантовая запутанность лежит в основе работы квантовых сигналов: изменение одной частицы мгновенно отражается на другой. Однако масштабирование таких сетей представляет серьёзную проблему из-за того, что квантовые частицы теряют свои свойства при измерении.
Разработанный Q-chip (сокращение от «Квантово-классический гибридный интернет от Photonics») стал решением этой проблемы. Устройство связывает измеримый классический световой сигнал с направляемой квантовой частицей.
Принцип работы системы
Функционирование чипа напоминает движение поезда:
- Классический сигнал выступает в роли локомотива
- Квантовые данные следуют в защищённых «вагонах»
- Попытка доступа к квантовым данным приводит к их уничтожению
Практическое значение
Интеграция технологий позволила объединить квантовую информацию с существующей системой передачи данных. Это означает, что квантовый интернет способен использовать те же протоколы, что и классический.
Профессор Лян Фэн подчеркнул важность достижения: возможность управления квантовыми сигналами в реальной коммерческой сети открывает путь к масштабным экспериментам и практическому применению технологии.
Технические характеристики
- Точность передачи данных превышает 97%
- Возможность массового производства благодаря кремниевой основе
- Пилотный проект: соединение сервера и узла через оптоволоконный кабель длиной 1 км
Перспективы развития
Несмотря на достигнутые успехи, масштабирование системы остаётся сложной задачей. Ограничения связаны с невозможностью усиления квантовых сигналов без потери запутанности, что влияет на дальность передачи.
Текущие достижения сравнимы с развитием интернета в 1990-х годах, когда университеты только начинали подключение к общей сети. Впереди — новые этапы развития квантовых технологий.