Исследователи из Национального института стандартов и технологий США (NIST) и Университета Мэриленда провели эксперимент, в котором впервые передали квантово запутанные фотоны через воздушную кабельную сеть длиной 62 километра. О результатах сообщает научный журнал Journal of Optical Communications and Networking.
Обычно такие квантовые сети работают только в идеальных лабораторных условиях, так как даже незначительное внешнее воздействие — ветер, вибрации от транспорта или изменения температуры — может разрушить запутанность частиц. В этом эксперименте оптоволоконные линии проложили на уличных столбах между зданиями, что создавало дополнительные трудности из-за постоянного воздействия окружающей среды.
Чтобы преодолеть эти препятствия, команда разработала специальную систему активной калибровки. Они использовали дополнительный лазерный сигнал как опорную точку: алгоритм анализировал, как внешние факторы искажают лазер, и мгновенно корректировал состояние запутанных фотонов. По словам физика из NIST Ичена Ши, это стало настоящим «стресс-тестом квантовых сетевых систем».
"Я бы назвал это стресс-тестом квантовых сетевых систем", — заявил Ичен Ши, физик из NIST.
Чередование опорного лазера и запутанных фотонов длилось всего 7,2% времени работы системы, остальное — 92,8% времени — использовали для стабильной передачи квантовой информации. Скорость передачи достигала от 200 до 1 500 запутанных фотонов в секунду.
Ранее подобные эксперименты проводили только в защищённых лабораториях или подземных туннелях, но новое исследование доказывает, что квантовый интернет можно запускать на основе уже существующей городской инфраструктуры. Это открывает путь к созданию сетей, которые позволят обмениваться шифровальными ключами, не поддающимися перехвату, а также объединять телескопы по всему миру в единый исследовательский инструмент. В будущем команда планирует усовершенствовать оборудование и алгоритмы для ещё более быстрой передачи данных.