Німецькі фізики стверджують, що квантовий інтернет можливий

Алмази гарні не лише як прикраси, але й відіграють важливу роль у технологіях майбутнього, наприклад, у квантовому інтернеті. Фізики з Німеччини використали дефекти цього матеріалу, щоб без перешкод передавати квантові біти інформації. Крім того, вчені продемонстрували, що швидкість комунікації між просторово розділеними квантовими системами можна в перспективі підвищити більш ніж у 1000 разів. Це важливий крок до появи квантового інтернету.

Для передачі даних у квантовій мережі на великі відстані та з досить високою швидкістю всі фотони повинні переміститися волоконно-оптичним каналом без втрат. Крім того, всі вони повинні мати однаковий колір, тобто частоту. Досі виконання всіх цих умов було неможливим.

Проте вчені з Берлінського університету ім. Гумбольдта вперше з успіхом згенерували та детектували фотони зі стабільними частотами із джерела квантового світла або, точніше, із центрів азотно-заміщеної вакансії у наноструктурі алмазів.

Це стало можливим завдяки ретельному вибору алмазного матеріалу, складним методам одержання наноструктур та спеціальним експериментальним протоколам. Поєднання цих методів дозволило значно знизити перешкоди, що порушують передачу даних.

Вчені інтегрували окремі кубіти в оптимізовані алмазні наноструктури завтовшки в 1000 разів менші за людське волосся. Вони необхідні для передачі фотонів в потрібному напрямку через скляні волокна. Однак у ході виробництва наноструктур поверхня матеріалу ушкоджується на атомному рівні, і вільні електрони створюють неконтрольований шум, що впливає на частинки світла. Ці перешкоди, які можна порівняти з нестабільною радіочастотою, викликають коливання в частоті фотона і заважають квантовим операціям, наприклад, заплутування.

Що дозволило знизити шуми? Точний механізм дії алмазного матеріалу, який перешкоджає виникненню перешкод, вчені ще не зрозуміли. Можливо, справа щодо високої щільності атомів азоту в кристалічній структурі. Проте питання потребує подальшого вивчення.

Комп'ютери, засновані на квантовій фізиці, одного разу зможуть виконувати обчислення в мільйони разів швидше, ніж найпотужніші класичні суперкомп'ютери. Проблема в тому, що квантовим процесорам зазвичай потрібна набагато нижча температура, ніж звичайним, тому працювати один з одним їм було б складно. Американський стартап SEEQC заявив про створення цифрового чіпа, здатного витримувати температури, близькі до абсолютного нуля. В поєднанні з супершвидкою передачею даних, квантові суперкомп'ютери зможуть вирішувати суперзавдання з супершвидкістю.

---

© за матеріалами