Физики успешно передали квантовую запутанность между веществом и светом на расстояние 50 км с помощью оптоволоконного кабеля. Это намного дальше предыдущих показателей и открывает путь к созданию междугородних квантовых сетей.
Квантовый интернет обещает абсолютно безопасную связь и мощный Интернет. Однако, поскольку квантовую информацию нельзя скопировать, то ее невозможно отправить по классической сети. Для ее передачи требуются квантовые частицы и специальные интерфейсы.
Теперь физики из Инсбрукского университета и Австрийской академии наук установили новый рекорд по передаче квантовой запутанности через 50-километровый оптоволоконный кабель.
Команда проводила эксперимент с атомом кальция, захваченным в ионную ловушку. Используя лазерные лучи, исследователи записывали квантовое состояние на ион и одновременно возбуждали его, чтобы получить фотон, в котором хранится квантовая информация. В результате такой манипуляции квантовые состояния атома и легкой частицы запутываются.
Однако задача состоит в том, чтобы передать полученный фотон по кабелю, а испускаемая ионом кальция частица света, имеет длину волны 854 нм и быстро поглощается оптическим волокном. Поэтому физики изначально посылали его сквозь нелинейный кристалл, на который был направлен мощный лазер. Таким образом, длина волны фотона увеличивается до 1550 нм, что является стандартным показателем в телекоммуникации и оптимальным для дальнего путешествия.
Затем команда отправляла этот фотон через оптоволоконный кабель. Их измерения показывают, что атом и легкая частица оставались запутанными даже после преобразования длины волны и прохождения 50 км пути.
В дальнейшем ученые покажут, что их методы позволят генерировать запутывание между ионами на расстоянии 100 км, используя два узла по 50 км с общей точкой пересечения. После этого планируют перейти к созданию квантового интернета между Инсбруком и Веной.
Эта технология может стать частью нашей повседневной жизни уже в ближайшие года, поскольку недавно Google сообщил о прорыве в технологии квантовых компьютеров.
Текст: Илья Бауэр, фото: IQOQI Innsbruck/Harald Ritsch