Американские учёные приблизили квантовый интернет: успешная передача сигналов через IP и оптоволокно

Инженеры Пенсильванского университета впервые передали квантовые сигналы по оптоволоконным кабелям, используя интернет-протокол (IP). Это открытие демонстрирует, что квантовые коммуникации могут работать на базе уже существующей инфраструктуры, обслуживающей обычный интернет-трафик. Испытания проводились в сети Verizon.

Q-Chip: ключ к интеграции

Для реализации эксперимента исследователи создали специальный квантовый чип, который позволяет объединять классические и квантовые данные в стандартные пакеты. Он способен автоматически корректировать уровень шума и направлять сигналы через те же системы адресации и управления, что и в традиционных сетях.

Запутанность как основа квантовой связи

Передача данных основана на квантовой запутанности: изменение состояния одной частицы мгновенно влияет на другую. Такой подход может открыть путь к обмену информацией между квантовыми компьютерами, созданию более эффективных систем искусственного интеллекта, а также к прорывам в разработке новых материалов и лекарств.

Как преодолели препятствия

Одной из главных проблем стала нестабильность коммерческих оптоволоконных линий из-за перепадов температуры, вибраций и других факторов. Инженеры решили это благодаря алгоритмам коррекции ошибок: классический сигнал, подвергающийся тем же воздействиям, помогает компенсировать помехи в квантовом канале. По результатам тестов система достигла точности передачи выше 97%.

Масштабирование квантовых сетей остаётся сложной задачей, так как квантовые сигналы невозможно усиливать без разрушения состояния запутанности. Сейчас для безопасной связи используют квантовые ключи, обеспечивающие защиту на большие расстояния, однако они не подходят для полноценного взаимодействия квантовых процессоров.