Дослідники з Університету Пенсильванії зробили значний крок до створення квантового інтернету, успішно передавши квантові сигнали через існуючі оптоволоконні кабелі. Цей прорив дозволяє надсилати квантові дані за допомогою стандартних інтернет-протоколів, що відкриває великі перспективи для майбутнього розвитку квантового інтернету.
Професор Лян Фенг, один із керівників дослідження, наголосив на важливості цього досягнення. На відміну від попередніх експериментів з квантового зв'язку, які обмежувалися ізольованими лабораторіями або спеціалізованою інфраструктурою, новий підхід інтегрує квантові сигнали в реальні мережі. Команда розробила спеціальний квантовий чіп під назвою Q-Chip, який передає квантові дані разом із класичними сигналами по одному й тому ж оптоволоконному кабелю, дотримуючись стандартних інтернет-протоколів. Цей чіп, виготовлений на основі кремнію, може бути масово вироблений за допомогою сучасних виробничих процесів, що робить його масштабованим рішенням.
Квантові комп'ютери використовують кубіти, які можуть існувати в кількох станах одночасно, на відміну від бітів у класичних комп'ютерах. Заплутаність між кубітами дозволяє даним залишатися пов'язаними незалежно від відстані. Однак квантові дані надзвичайно чутливі та крихкі; вони руйнуються при спостереженні, що призводить до втрати інформації. Традиційні інтернет-маршрутизатори, розроблені для класичних даних, не можуть обробляти квантові дані, не руйнуючи їх. Саме тут на допомогу приходить Q-Chip.
Q-Chip вирішує цю проблему, додаючи до кожного квантового сигналу класичний "заголовок". Цей заголовок, закодований за допомогою оптоволоконних лазерних імпульсів, містить інформацію про маршрутизацію та синхронізацію. Маршрутизатори зчитують цей заголовок, щоб спрямувати дані до пункту призначення, не втручаючись у сам квантовий сигнал. Як наслідок, квантові та класичні сигнали можуть передаватися одночасно та синхронно по одному оптоволоконному кабелю. Фенг описав цю технологію як "великий крок до передачі квантових сигналів без деградації через існуючу інфраструктуру".
Команда протестувала свою систему, використовуючи кілометрову оптоволоконну лінію, надану Verizon. Квантовий сигнал реагував на зовнішній шум так само, як і класичний сигнал. У цьому сценарії класичний сигнал допомагав виправляти пошкоджений сигнал, забезпечуючи безпечну доставку квантових даних. Цей тест демонструє можливість передачі квантових даних у сумісності з існуючою інфраструктурою. Ця розробка вважається фундаментальним кроком до запуску початкових фаз квантового інтернету в локальних та міських мережах, викликаючи значне захоплення у науковій спільноті.
Цей прорив, опублікований у журналі Science, демонструє, що квантові сигнали можуть передаватися за допомогою стандартного протоколу Інтернету (IP), що є ключовим для масштабування практичного квантового інтернету. Це відкриває шлях до таких досягнень, як безпечніші комунікації, зв'язок між квантовими комп'ютерами та вдосконалення розподілених квантових сенсорних технологій. Очікується, що в найближчі п'ять-десять років прогрес буде зосереджений на розробці локальних або міських квантових мереж.