Американские ученые впервые передали квантовое состояние по загруженному интернет-трафиком оптоволоконному кабелю. Для этого они использовали наименее «загруженную» длину волны света в кабеле и установили в нем фильтры, снизившие шум от интернет-трафика. Это позволило успешно отправить запутанные фотоны вместе с трафиком. В будущем команда планирует расширить эксперимент и провести его на реальных наземных оптических кабелях. Исследование опубликовано в журнале Optica.
Квантовая телепортация — это передача данных без физического перемещения частиц. Она основана на явлении квантовой запутанности, когда два фотона, то есть частицы света, связаны друг с другом независимо от расстояния между ними. Такой метод позволяет передавать информацию, скорость которой ограничена только скоростью света. Раньше ученые считали, что использовать стандартные интернет-кабели для квантовой связи невозможно — в них проходят миллионы фотонов, которые передают обычные данные, что мешает прохождению отдельных слабых квантовых фотонов.
Американские ученые решили найти способ помочь фотонам избежать интенсивного движения в кабелях. Они проанализировали то, как свет рассеивается в волоконно-оптических кабелях, и нашли ту длину волны света, при которой это рассеивание минимально для передачи запутанных фотонов. Чтобы еще больше защитить квантовые сигналы, исследователи установили специальные фильтры, снижающие шум от классического интернет-трафика.
Затем команда протестировала новый метод на 30-километровом оптоволоконном кабеле, по которому одновременно отправила квантовые данные и обычный интернет-трафик. Ученые измерили качество квантовой информации на принимающей стороне и обнаружили, что она успешно передалась, несмотря на интенсивный интернет-трафик. Это первая успешная демонстрация подобной технологии.
В будущем исследователи планируют увеличить расстояние передачи квантовых данных и использовать две пары запутанных фотонов, а не одну. Кроме того, ученые собираются провести эксперимент с использованием реальных наземных оптических кабелей вместо лабораторных.
«Квантовая телепортация способна обеспечить надежную квантовую связь между географически удаленными узлами. Многие люди долгое время предполагали, что никто не будет создавать специализированную инфраструктуру для передачи частиц света. Если мы правильно выберем длины волн, нам и не придется создавать новую инфраструктуру. Классические и квантовые коммуникации могут сосуществовать», — рассказал Прем Кумар, руководитель исследования из Северо-Западного Университета, США.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.