Быстропульсирующий лазер поможет создать квантовый интернет

В пасмурный день сверхбыстрые лазеры могли бы очистить путь сквозь облака, позволяя легче выходить на связь со спутниками, пролетающими высоко над Землей.

В настоящее время облачная погода ограничивает способность ученых отправлять данные на спутники с помощью лазеров, потому что облака рассеивают их свет. Но мощный, быстропульсирующий лазер может создавать крошечный канал в облаке, позволяя второму лазеру проскальзывать через отверстие и передавать необходимую информацию, как показывает новое исследование.

Этот новый метод может помочь ученым, работающим над созданием всемирных сетей квантовой связи, которые полагаются именно на лазеры для передачи частиц света или фотонов.

Исследователи продемонстрировали эту идею, используя лабораторную погодную камеру, которая имитировала облачные условия. Когда первый лазер прошел через облако, он быстро нагревал воздух, создавая ударную волну, которая отбрасывала капли воды от лазерного луча, сообщают исследователи Женевского университета в выпуске издания Optica.

Это воздействие создало канал шириной около миллиметра в облаке, что позволило большему количеству света второго лазера пройти сквозь дымку.

В будущем квантовая физика может обеспечить сверхбыструю и сверхнадежную передачу данных. Но сначала ученые должны построить всемирный квантовый Интернет, чтобы отправлять квантовые частицы с одного континента на другой. В качестве шага к этой цели Китай создал первый в мире квантовый спутник в 2017 году, который обменивается лазерным излучением со станциями на земле.

Ранее исследователи, разрабатывающие такие спутники, должны были учитывать способность функционирования спутников в условиях плохой погоды. Новая технология поможет решить эту проблему.

G. Schimmel et al. Free space laser telecommunication through fog. Optica. Vol. 5, October 20, 2018, p. 1338. doi: 10.1364/OPTICA.5.001338.