Ученые из Нанкинского университета (Китай) совершили прорыв в области квантовых технологий: впервые им удалось телепортировать квантовое состояние от фотона к твердотельной памяти, используя стандартное телекоммуникационное оборудование. Работа опубликована журнале Physical Review Letters и может стать ключевым шагом к созданию квантового интернета — сверхбезопасной системы связи нового поколения.
Впервые ученым удалось провести телепортацию так, чтобы она сразу работала с обычными интернет-кабелями. Это значит, что теперь квантовую связь можно будет подключать к существующим сетям — без сложных переделок.
Как происходит телепортация?
Это передача «рецепта» состояния одной частицы другой, без перемещения самой частицы. Передается не объект, а его квантовое состояние. Все происходит благодаря квантовой запутанности — особой связи между частицами. Квантовая память — это как флешка, только для кубитов. В данном случае использовался кристалл с ионами эрбия. А телеком-диапазон — это частота света, на которой работают современные оптоволоконные сети (около 1.5 микрометра).
Команда под руководством Сяо-Сон Ма передала состояние фотонного кубита (световой частицы, несущей квантовую информацию) в твердотельную память на ионах эрбия. Важная деталь — всё работало в телеком-диапазоне, то есть на частотах, подходящих для обычного оптоволокна.
«Квантовая телепортация — увлекательный протокол, потому что она передает квантовые состояния, не раскрывая их», — объясняет Ма.
Такой подход — не просто лабораторный эксперимент: благодаря совместимости с интернет-инфраструктурой, технология может масштабироваться уже в ближайшие годы.
Что нового в этом эксперименте?
Ученые создали систему, которая не требует изменения частоты сигнала — в отличие от прошлых экспериментов, где это было обязательным условием. Это упростило архитектуру и повысило стабильность процесса. В состав системы вошли: фотонный источник на чипе, кубит-носитель информации, измерительный модуль, квантовая память и узел синхронизации.
«Чтобы расширить расстояние передачи, включение квантовой памяти в систему телепортации критически важно», — подчёркивает Ма.
Почему это важно для всех нас?
Используются стандартные телеком-компоненты.
Информация передается с квантовой защитой — любое вмешательство разрушает запутанность, и попытка взлома становится невозможной.
Твердотельная память дает возможность хранить и обрабатывать данные, пока сеть устанавливает запутанность между удаленными узлами.
«Эта телеком-совместимая платформа для генерации, хранения и обработки квантовых состояний света — перспективный подход к крупномасштабным квантовым сетям», — резюмирует Ма.
