Оптическая квантовая память, впервые интегрированная в криптографический протокол
Французские исследователи сделали важный шаг в разработке квантовых технологий: впервые они смогли интегрировать оптическую квантовую память в криптографический протокол. Это достижение, которое основано на идее подлинных квантовых денег, показывает, что квантовая память теперь способна обрабатывать многие требовательные квантовые сетевые приложения. Разработка открывает путь к гораздо более широкому спектру приложений от безопасных многосторонних протоколов к анонимной связи.
Идея квантовых денег восходит к 1980 -м годам, когда физик Стивен Вейзер предлагает использовать законы квантовой механики для создания банкнот, которые не могут быть фальсифицированы. Поскольку неизвестные квантовые состояния не могут быть скопированы без нарушений, такие «квантовые жетоны» могут использоваться для сертификации транзакций, гарантируя безопасность далеко за пределы возможностей классических методов.
Группа ученых Сорбонне осознала квантовые деньги Визнера. В отличие от предыдущих экспериментов, этот содержит промежуточную стадию хранения данных памяти, сообщает Phys.
Квантовая память более известна как ключевой компонент квантовых повторяний, задача которой состоит в том, чтобы распространять квантовые запутывания на большие расстояния. Это важная предпосылка для будущего квантового Интернета, но квантовая память имеет другие приложения: она может синхронизировать квантовые процессоры, распространять запутанность в сети и, как показывает новое исследование, выполняют задачи, рассматриваемые до сих пор.
Исследователи используют слабые световые импульсы, поляризация которых кодирует информацию. Эти импульсы хранились в большом ансамбле нейтральных атомов лазерного охлаждения -квантовой памяти с высокой эффективностью, которая сочетает в себе почти уникальную эффективность и чрезвычайно низкий шум. После «записи» условия извлекаются и пропускаются через остальную часть протокола, где чек проводится в соответствии со строгими требованиями безопасности.
Результаты показали, что память соответствует строгим требованиям транзакции, позволяя создавать и проверять квантовые токены денег.
«Это первый случай интеграции квантовой памяти в полный криптографический протокол», — говорит Адриэль Маман, первый автор исследования. — Эксперимент объединяет несколько ключевых достижений как в реализации фотона, так и в хранении. «Достижение высокой эффективности и низкого шума, необходимый для протокола, действительно демонстрируют, насколько далеко зашла квантовая память.
Разработка открывает двери для гораздо более широкого спектра приложений от безопасных многосторонних протоколов для анонимной связи.
Квантовое состояние материи, которое не взаимодействует с фотонами и поэтому не обнаруживается спектроскопическими методами, называется темным состоянием. Группа ученых из Южной Кореи недавно экспериментально продемонстрировала то, что до сих пор считалось только теоретически: создание коллективной квантовой запутывания, происходящей из темных состояний.
