Вперше в історії вчені телепортували квантовий стан світла через інтернет

Американські вчені вперше успішно телепортували квантовий стан світла через понад 30 км оптоволоконного кабелю, який одночасно передавав звичайний інтернет-трафік. Науковий прорив, описаний у журналі Optica, вважається одним із найважливіших кроків на шляху до створення квантового інтернету — глобальної мережі нового покоління з надзахищеним зв’язком і революційними можливостями обчислень.

Дослідження очолив інженер-комп'ютерник Прем Кумар з Північно-Західного університету. Його команда довела, що квантова комунікація може працювати в тій самій волоконно-оптичній інфраструктурі, яка сьогодні використовується для звичайного інтернету. «Це неймовірно, адже довгий час усі вважали, що таке неможливо. Ми показали, як квантові та класичні мережі можуть співіснувати, не заважаючи одна одній», — зазначив Кумар.

Квантова телепортація не передбачає переміщення об'єктів у просторі, як у фантастиці. Йдеться про передачу квантового стану частинки — набору її властивостей і ймовірностей — з однієї точки в іншу через явище квантової заплутаності. Оригінальний стан у першій точці знищується, а в іншій — миттєво відтворюється його копія.

Основна складність полягає в тому, що квантові стани надзвичайно тендітні. Один фотон — носій квантової інформації — легко втрачає свої властивості під дією шумів, теплових коливань і випромінювання. Щоб уникнути цього, команда Кумара застосувала спеціальні методи обмеження каналу передачі та вибір оптимальної довжини хвилі світла. Це дозволило зберегти квантовий стан навіть при навантаженні у 400 гігабіт за секунду, коли по волокну одночасно проходив звичайний інтернет-трафік.

Експеримент довів, що для майбутнього квантового інтернету не потрібно прокладати нові кабелі чи створювати окрему мережу — достатньо адаптувати наявну оптичну інфраструктуру. За словами Кумара, це відкриває шлях до створення захищених квантових каналів зв’язку між віддаленими вузлами, нових способів шифрування та надточних сенсорних систем. Як підсумовують автори, «телепортація квантових станів поруч із класичними потоками даних — це ключ до об'єднаної квантово-класичної мережі майбутнього».