Исследователи из Университета Штутгарта совершили значительный прорыв в создании квантового интернета, впервые в мире передав квантовую информацию между фотонами из двух разных квантовых точек. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.
Профессор Петер Михлер, глава Института полупроводниковой оптики и функциональных интерфейсов, заявил:
Впервые в мире нам удалось передать квантовую информацию между фотонами, происходящими из двух разных квантовых точек.
Квантовая криптография обещает надежную защиту от хакеров, так как любая попытка перехватить передачу неизбежно оставляет следы благодаря законам квантовой физики.
Главная проблема квантового интернета – ограниченная дальность передачи света по оптоволокну. В обычном интернете сигнал усиливается каждые 50 километров, но квантовую информацию нельзя просто скопировать и передать дальше. Решением становятся квантовые репитеры, которые обновляют квантовую информацию до того, как она поглотится в волокне. Однако для телепортации фотоны должны быть неразличимыми – иметь одинаковый временной профиль и цвет, что крайне сложно при генерации из разных источников.
Команда из Штутгарта разработала полупроводниковые источники света, генерирующие практически идентичные фотоны. Тим Штробель, ведущий автор исследования, пояснил:
В этих полупроводниковых островках присутствуют определенные фиксированные энергетические уровни, как в атоме.
Один квантовая точка генерирует одиночный фотон, другая – запутанную пару фотонов. Когда частицы накладываются друг на друга, информация одиночного фотона передается удаленному партнеру из пары.
В штутгартском эксперименте квантовые точки разделяло оптоволокно длиной всего около 10 метров, но команда работает над значительно большими расстояниями. Ранее ученые показали, что запутанность фотонов квантовых точек сохраняется даже после передачи на 36 километров через центр Штутгарта. Однако нынешние успехи в телепортации составляют чуть более 70% – флуктуации в квантовых точках всё ещё приводят к небольшим различиям в фотонах.
Передача квантовой информации между фотонами из разных квантовых точек – решающий шаг к преодолению больших расстояний.
Команда планирует повысить успешность телепортации путем совершенствования технологий производства полупроводников. Эксперименты в области фундаментальных исследований делают первые шаги к практическому применению.
SHAZOO
