Підписуйтеся на КРВ.медіа:
Telegram | Viber | Instagram | WhatsApp | FB | TikTok | YouTube
Уперше в історії вчені зі США успішно здійснили телепортацію квантового стану світла через понад 30 кілометрів оптоволоконного кабелю, яким водночас передавалися звичайні інтернет-дані. Це стало можливим завдяки команді дослідників під керівництвом інженера з обчислювальної техніки Према Кумара з Північно-Західного університету (Northwestern University). Успішна передача квантової інформації через наявну інфраструктуру інтернету вважається значним кроком до створення квантової мережі нового покоління.
Перша у світі квантова телепортація через інтернет-мережу
Квантова телепортація — це не переміщення фізичного об’єкта, а передача квантового стану з однієї точки в іншу. Згідно з квантовою механікою, частинки можуть перебувати в стані суперпозиції — тобто одночасно в кількох станах. Завдяки явищу квантової заплутаності ці стани можна передати іншій частинці, навіть якщо вона перебуває на значній відстані. Для цього необхідно знищити початковий стан у вихідній точці й одночасно відтворити його в іншій.
До цього моменту подібні експерименти відбувалися лише в лабораторних умовах або в ізольованих середовищах. Передача квантової інформації в умовах реального інтернет-трафіку вважалася майже неможливою через велику ймовірність втрати або спотворення крихкого квантового стану.
Телепортація станів квантових частинок
Якщо складно зрозуміти, то пояснюємо іншими словами.
Уявіть, що у вас є чарівна монета, яка може бути одночасно й орлом, і решкою. Це — стан суперпозиції. Тепер уявіть, що у вас є ще одна така сама чарівна монета, яка дивним чином «відчуває» що сталося з першою — навіть якщо вона знаходиться в іншій кімнаті чи навіть в іншому місті. Це — квантова заплутаність.
Квантова телепортація — це якби ви кинули першу монету (і вона «вирішила», що випав орел), а друга миттєво, без дротів чи радіохвиль, «знала», що їй теж треба стати орлом. І це працює навіть якщо перша монета при цьому зникає — тобто стан передається, але не копіюється.
А тепер уявіть, що ви намагаєтесь передати цю чарівну монету через людний супермаркет, де повно людей, шуму, сигналів і перешкод. Звичайна монета загубиться або спотвориться. Але команда вчених придумала спосіб, як безпечно пронести цю «чарівну монету» крізь натовп, і вона дісталася місця призначення без змін. Саме це і сталося: вони передали дуже крихкий квантовий стан через справжній інтернет-кабель, яким одночасно йшов звичайний трафік.
Як науковцям вдалося передати квантовий стан через інтернет
Команда Према Кумара зуміла передати квантовий стан фотона через 30 км оптоволоконного кабелю, яким одночасно передавалися звичайні дані — інтернет-трафік обсягом до 400 гігабіт на секунду. Вчені застосували низку методів, щоб мінімізувати розсіювання фотонів і зберегти їхній квантовий стан попри наявність інтенсивного інформаційного потоку.
За словами Кумара, фотони було «поміщено в обмежений канал», де вплив розсіювання був мінімальним. Це дозволило зберегти квантову інформацію недоторканою. Дослідники ретельно проаналізували, як світло розсіюється в оптоволокні, й обрали такі параметри передавання, які гарантували максимальну стабільність сигналу.
Що означає цей прорив для майбутнього інтернету
Успішна телепортація квантового стану через уже наявну інтернет-інфраструктуру відкриває нові перспективи для розвитку так званого «квантового інтернету». Така мережа дозволить здійснювати захищене з’єднання між віддаленими вузлами без ризику перехоплення або втрати даних. Йдеться не лише про шифрування, але й про нові способи вимірювання, обчислень і передачі інформації.
Кумар підкреслює, що завдяки правильному вибору довжин хвиль квантову та класичну комунікацію можна поєднувати в одному каналі без потреби в будівництві нової інфраструктури. Це спростить впровадження технологій квантового зв’язку в наявну телекомунікаційну систему.
Хоча квантова телепортація поки не дозволяє миттєве переміщення об’єктів, як у науковій фантастиці, вона дає змогу значно вдосконалити інформаційні технології. Квантові мережі потенційно можуть забезпечити абсолютно захищене шифрування, підвищити точність сенсорів, а також створити фундамент для квантових комп’ютерів, об’єднаних у глобальну мережу.
Досягнення американських вчених доводить: квантовий інтернет — це не фантастика, а логічний етап у розвитку цифрової епохи. І він може базуватися на вже наявних фізичних каналах зв’язку, що пришвидшить його інтеграцію у повсякденне життя.
Раніше ми також писали, що вчені розробили технологію, що «загинає» звук прямо у вуха
