Створений демонстратор квантового інтернету

У лабораторіях давно відчувають спільну роботу окремих квантових «процесорів» – надпровідних і інших кубітів – але для справжньої мережі з квантових систем необхідно також створити проміжні вузли для забезпечення узгодженої розподіленої роботи. Це стане основою квантового інтернету, перший рішучий крок у напрямку якого днями зробили вчені з Нідерландів.

Дослідники в межах лабораторії створили три квантових вузла – умовно кажучи, два однопроцесорних квантових комп’ютера і один квантовий маршрутизатор. Маршрутизатор містив другий кубіт, який грає роль квантової пам’яті. Квантова заплутаність встановлювалася послідовно між кубітом першого комп’ютера і кубітом маршрутизатора, після чого вона запам’ятовувалася в кубите-пам’яті маршрутизатора, потім кубіт маршрутизатора заплутувався з кубітом другого комп’ютера і, нарешті, відбувалася заплутаність між кубитами обох комп’ютерів. Анімація нижче дає приблизне уявлення про роботу квантових вузлів.

Важливою особливістю експерименту стало те, що після встановлення прямої заплутаності між двома квантовими «комп’ютерами» мережу змогла згенерувати «прапор» стану. Це означає, що з’явилася основа для створення протоколів та масштабування квантового інтернету. «Після створення [заплутаності] ми змогли зберегти виникають заплутані стану, захищаючи їх від шуму, – сказала один з дослідників Софі Херманс (Sophie Hermans). – Це означає, що в принципі ми можемо використовувати ці стани для квантового розподілу ключів, квантових обчислень або будь-якого іншого подальшого квантового протоколу».

Звіт про роботу вчені опублікували в журналі Science. Дослідження проведено в центрі QuTech, створеному Делфтським технологічним університетом (TU Delft) і Нідерландської організацією прикладних наукових досліджень (TNO). Також нагадаємо, що з QuTech активно працює компанія Intel, хоча в даному експерименті, швидше за все, обладнання Intel не використовувалося (компанія не займається кубитами на фотонних пастках, а в досвіді були використані оптичні кубіти).

У лабораторії дослідники зосередяться на додаванні більшої кількості квантових бітів в свою трёхузловую мережу, а також на додаванні програмних і апаратних рівнів вищого рівня. «Після того, як будуть розроблені всі високорівневі рівні управління і інтерфейсу для роботи мережі, будь-хто зможе писати і запускати мережеве додаток без необхідності розуміти, як працюють лазери і кріостати. Це кінцева мета », – сказав інший автор дослідження Маттео помпи (Matteo Pompili). Додамо, першу розподілену міську квантову мережу Інтернет в Амстердамі побудують в наступному році. Проект стартував трохи більше року тому. Джерело