У США поставлено експеримент з заплутування фотонів на дальності до 83 км

Feb 21 21:00 2020 Друк цієї статті

Протягом наступних п'яти років повинні з'явитися фундаментальні основи технології і ключові компоненти. В наступні 20 років почнеться розгортання квантових каналів зв'язку, і неймовірне майбутнє стане реальністю.

Схема комунікацій для встановлення квантової заплутаності двох фотонів на дальності 52 милі (83 км)

В новини за 15 лютого ми вже повідомляли про плани розгорнути «квантовий» Інтернет між усіма 17-ма національними лабораторіями в США. Уточнимо, що мова йде не тільки і не стільки про захищеної квантової зв'язку ― про розподіл квантових ключів шифрування, а про передачу даних і про кластери на основі квантових комп'ютерів. Це зовсім інше. У даному випадку мається на увазі передача інформації з використанням законів квантової механіки, що ще називають квантової телепортацією.

Для здійснення квантової телепортації ― миттєвої передачі інформації на далеку відстань зі швидкістю вище за швидкість світла ― частинки (в експерименті це фотони) повинні бути заплутані. Це означає, що квантові стани двох або більшої кількості об'єктів (часток, атомів або чогось іншого) виявляються взаємозалежними. У зв'язку такий стан спина однієї частинки завжди виявляється строго протилежним станом спина інший віддаленої частинки. Також вимірювання стан однієї з частинок миттєво руйнує заплутаність ― відбувається «телепортація» впливу, що служить основою для передачі інформації.

Учені з національної лабораторії Аргонн поставили експеримент по заплутування пари фотонів в умовах старої оптоволоконної міської кабельної мережі. У досвіді використовувалися дві закільцьовані петлі по 26 миль кожна, всього вийшла петля довжиною 52 милі або понад 83 км. Цей експеримент був важливий тим, що використовувалася кабельна інфраструктура з усіма її вадами ― температурні, механічні, шумовими і електромагнітними діями плюс роки експлуатації.

Досвід показав, що пари фотонів зберігала заплутаність на видаленні фактично 83 кілометрів. З групою часток (кубітів) все буде складніше, але факт залишається фактом. Квантова заплутаність працює в польових умовах і залишає простір для подальших експериментів.