Значительное достижение в области квантового интернета было достигнуто международной исследовательской группой под руководством QuTech, что стало важным шагом от лабораторных экспериментов к реальным приложениям. 1 ноября 2024 года команда объявила о успешной квантовой связи между процессорами, расположенными на расстоянии 25 километров друг от друга в голландских городах Делфт и Гаага.
Это достижение, описанное в журнале Science Advances, включало разработку полностью независимых рабочих узлов, интегрированных с существующей инфраструктурой оптоволоконного интернета. Рональд Хансон, руководитель группы, отметил: "Расстояние, на котором мы создаем квантовую запутанность в этом проекте, через 25 км развёрнутого подземного волокна, является рекордным для квантовых процессоров. Это первый случай, когда такие квантовые процессоры в разных городах соединены вместе."
Импликации функционального квантового интернета огромны. Он позволяет передачу квантовой информации (кубитов), которые могут существовать в суперпозициях 0 и 1 одновременно и могут быть запутаны, что позволяет мгновенные корреляции независимо от расстояния. Такие возможности обещают революционные достижения в области связи и вычислений, включая безопасные ключи шифрования для безопасного обмена финансовыми и медицинскими данными, а также возможность соединять удаленные квантовые компьютеры для увеличения вычислительной мощности при обеспечении конфиденциальности пользователей.
Переход от лабораторных условий к городской квантовой связи создал множество задач. Команда разработала гибкую систему, позволяющую узлам работать независимо на больших расстояниях, смягчая влияние потери фотонов на скорость соединения и обеспечивая надежное подтверждение каждый раз, когда успешно создавалась запутанная связь. Соавтор исследования Ариан Столк объяснил: "Связь должна была оставаться стабильной в пределах длины волны фотонов (менее микрометра) на протяжении 25 километров оптоволокна. Эту задачу можно сравнить с поддержанием постоянного расстояния между Землей и Луной с точностью всего в несколько миллиметров."
Используя фотонно-эффективный протокол, исследователи добились точной стабилизации оптоволоконного соединения. Они успешно продемонстрировали запутывание между двумя узлами квантовой сети, содержащими алмазные спиновые кубиты, и обеспечили заранее заданное запутанное состояние между узлами.
Широкий опыт команды и сотрудничество с различными организациями, включая Fraunhofer ILT, OPNT, Element Six, Toptica и голландского телекоммуникационного провайдера KPN, способствовали успеху проекта. Архитектура и методы, разработанные командой, применимы к другим платформам кубитов, что открывает путь для масштабируемых кубитов следующего поколения.