Исследователи из Инсбрукского университета под руководством Бена Ланьона достигли значительного прогресса в области квантовых сетей, успешно запутав десять индивидуальных кубитов с отдельными фотонами. Этот прорыв, опубликованный 21 августа 2025 года в журнале Physical Review Letters, представляет собой масштабируемый подход к соединению квантовых процессоров, открывая новые горизонты для будущих квантовых технологий.
Команда использовала цепочку из десяти ионов кальция в прототипе квантового компьютера. С помощью точного управления электрическими полями каждый ион был направлен в оптическую полость, где лазерный импульс инициировал испускание одного фотона. Этот процесс запутал поляризацию фотона с квантовым состоянием связанного с ним иона, создав поток фотонов, каждый из которых связан с отдельным ионным кубитом. Метод продемонстрировал среднюю точность запутывания ион-фотон на уровне 92%, что свидетельствует о надежности техники.
Ключевым преимуществом этого подхода является его масштабируемость. Система может быть расширена для работы с гораздо большими регистрами, потенциально содержащими сотни ионов, что критически важно для создания межсоединений между квантовыми процессорами, расположенными на больших расстояниях. Это открывает путь к построению более сложных и мощных квантовых сетей, способных соединять вычислительные мощности через континенты.
Разработка квантовых сетей имеет далеко идущие последствия для различных областей. В частности, эта технология обещает значительно улучшить оптические атомные часы, известные своей исключительной точностью. Связывание этих часов через квантовые сети может привести к созданию глобальной системы хронометража с беспрецедентной точностью, что будет иметь решающее значение для навигации, телекоммуникаций и фундаментальных научных исследований. Кроме того, квантовые сети являются основой для развития квантово-защищенной связи, распределенных квантовых вычислений и высокоточных систем квантового зондирования.
Этот прорыв происходит на фоне активного развития европейской квантовой стратегии, направленной на то, чтобы к 2030 году сделать Европу мировым лидером в области квантовых технологий. Европейская комиссия инвестирует значительные средства в исследования и инфраструктуру, стремясь укрепить конкурентоспособность и технологический суверенитет континента. Австрия, в свою очередь, активно поддерживает развитие квантовых исследований через инициативу "Quantum Austria", выделяя существенное финансирование для укрепления национального потенциала и европейского сотрудничества в этой стратегической области. Финансовая поддержка от Австрийского научного фонда FWF и Европейского Союза сыграла ключевую роль в этом исследовании, подчеркивая важность совместных усилий для продвижения передовых научных рубежей.
Таким образом, достижение Инсбрукского университета является важным шагом на пути к реализации полномасштабного квантового интернета и других революционных квантовых приложений, демонстрируя потенциал для трансформации нашего технологического ландшафта.