Новый эксперимент приближает квантовый интернет к реальности
Хотя идея квантового интернета имеет огромный потенциал, его подключение к обычному «старому» интернету сопряжено с определенными трудностями. Новое исследование намекает на то, как можно объединить существующие и будущие сети.
Эксперимент, проведенный исследователями из Ганноверского университета имени Лейбница в Германии, показал, как квантовая информация и классические единицы и нули обычных данных могут передаваться по одному и тому же оптоволокну.
Потенциально это означает, что Интернет будет практически защищен от взлома, а также возможность использования существующей инфраструктуры для объединения нескольких квантовых компьютеров в сети, которые однажды могут стать уникальным средством вычислительной мощности, способным решать неразрешимые в противном случае вычислительные задачи.
Квантовая коммуникация требует, чтобы тесно связанные волны света отправлялись изолированно, чтобы защитить их деликатно запутанные отношения, а это значит, что их нужно передавать отдельно от обычных световых волн, переносящих данные. Это затрудняет их отправку всего по одному каналу.
«Чтобы квантовый интернет стал реальностью, нам нужно передавать запутанные фотоны по оптоволоконным сетям», — говорит физик Михаэль Куэс из Ганноверского университета. «Мы также хотим продолжать использовать оптоволокно для обычной передачи данных». «Наше исследование — важный шаг на пути к объединению традиционного интернета с квантовым».
Исследователи использовали специально разработанное устройство для применения так называемой техники серродина, которая сдвигает фазу сигналов в оптоволокне, чтобы поместить квантовые и классические данные на один и тот же частотный канал.
Однако это происходит таким образом, что потоки данных не мешают друг другу, сохраняя запутанное состояние квантового потока. На другом конце сети потоки могут быть снова разделены, так что оба типа данных могут быть отправлены и получены — гибридный подход к коммуникациям.
Впервые ученым удалось отправить запутанный свет с незапутанными данными, используя тот же частотный канал в оптоволокне. Поскольку эти оптоволокна уже формируют основу нынешнего интернета, это означает, что квантовые технологии могут быть освоены быстрее.
Остается еще много проблем, которые необходимо преодолеть: продолжаются исследования, направленные на передачу квантовой информации на большие расстояния без разрывов связи, а также на поиск способов управления трафиком в существующих сетях.
Однако если удастся запустить квантовый интернет, он обещает добавить непревзойденный уровень сверхнадежной защиты — данные, которые просто разрушатся, если злоумышленники попытаются их перехватить — поверх того Интернета, который мы знаем сегодня.
Исследование опубликовано в журнале Science Advances.