Полный контрольный маршрутизатор: физики проложили путь к реальному квантовому Интернету
Ученые из Университета Тохоку представили следующий генерационный фотоэтажный маршрутизатор, способный отправлять квантовую информацию более 99%. Аналогичный показатель считается ключевым шагом к созданию будущего квантового Интернета. Устройство демонстрирует рекордные низкие потери всего 0,06 дБ (около 1,3%), при интеграции с существующей телекоммуникационной инфраструктурой. Результат устраняет давнюю проблему с отсутствием практических компонентов для масштабирования квантовой связи.
Развитие работает со скоростью наносекуна, и впервые показывает, что можно перенаправить запутанные пары фотонов, не разрушая их запутанность. Во время тестов было зарегистрировано помехи 97%, что подтверждает: маршрутизатор правильно обрабатывает сложные условия и сохраняет предоставленную в них информацию. В то же время он совместим с существующими линиями оптической связи.
Круп остается основным ресурсом для квантовой технологии. Это важно для выделенных расчетов, датчиков точности и безопасных каналов передачи данных. Следовательно, поддержание стабильной запутывания между фотонами во время маршрутизации становится основным требованием для практических применений. Высокая видимость расстройств в экспериментах университета доказывает, что новое устройство соответствует этим условиям.
Концепция квантового Интернета включает в себя передачу информации с помощью отдельных фотонов. Основная инженерная задача состоит в том, чтобы разработать элементы, которые могут перенаправлять такие частицы без искажения.
Чтобы подход был универсальным, устройства должны работать должным образом в разных условиях. Чаще всего данные кодируются поляризацией-ориентацией электрического поля фотона. До недавнего времени не было никакого компонента, который бы обеспечивал нацеливание на фотоны с любой поляризацией на стандартных длинах волн с низкими потери и высокой точностью. Группе профессора Фумихиро Канеды удалось решить проблему, создав электрический маршрутизатор. В экспериментах поляризация сохраняется с точностью выше 99%, что указывает на то, что выходной сигнал почти идентичен исходному.
Достижение таких характеристик было возможным благодаря первоначальной конструкции. Устройство основано на интерферометре с формой параллелограмма, которая сохраняет поляризацию и уменьшает количество оптических компонентов. Чем меньше количество компонентов, тем меньше потери и тем выше стабильность. В результате устройство сочетает в себе минимальные искажения, работая со скоростями последовательностей, отсутствие шума и совместимость с существующими сетями.
Исследователи подчеркивают, что предыдущие разработки страдали от рабочей нагрузки с высокой шумой, искажений и значительных потерь. Новое устройство объединяет необходимые свойства в одно решение, подходящее для практического применения. Работа Университета Тохоку является шагом к созданию полной инфраструктуры квантовых сетей и подошла к будущему квантовому Интернету.
