Дослідники з Національного інституту стандартів і технологій США (NIST) та Мерілендського університету провели експеримент, у якому вперше передали квантово заплутані фотони через повітряну кабельну мережу довжиною 62 кілометри. Про результати повідомляє науковий журнал Journal of Optical Communications and Networking.
Зазвичай такі квантові мережі працюють лише в ідеальних лабораторних умовах, адже навіть незначний зовнішній вплив — вітер, вібрації від транспорту чи зміни температури — може зруйнувати заплутаність частинок. У цьому експерименті оптоволоконні лінії проклали на вуличних стовпах між будівлями, що створювало додаткові труднощі через постійний вплив довкілля.
Щоб подолати ці перешкоди, команда розробила спеціальну систему активного калібрування. Вони використовували додатковий лазерний сигнал як опорну точку: алгоритм аналізував, як зовнішні чинники викривляють лазер, і миттєво коригував стан заплутаних фотонів. За словами фізика з NIST Ічена Ші, це стало справжнім «стрес-тестом квантових мережевих систем».
"Я б назвав це стрес-тестом квантових мережевих систем", — заявив Ічен Ші, фізик із NIST.
Чергування опорного лазера та заплутаних фотонів тривало лише 7,2% часу роботи системи, решту 92,8% часу використовували для стабільної передачі квантової інформації. Швидкість передачі сягала від 200 до 1 500 заплутаних фотонів на секунду.
Раніше подібні експерименти проводили лише в захищених лабораторіях або підземних тунелях, але нове дослідження доводить, що квантовий інтернет можна запускати на основі вже існуючої міської інфраструктури. Це відкриває шлях до створення мереж, які дозволять обмінюватися шифрувальними ключами, що не піддаються перехопленню, а також об’єднувати телескопи по всьому світу в єдиний дослідницький інструмент. У майбутньому команда планує вдосконалити обладнання та алгоритми для ще швидшої передачі даних.