Rosja pozostała za burtą: Chiny spieszą się, aby wprowadzić kwantowy Internet w USA

Każdy zespół używał włókien optycznych dziesiątek kilometrów, aby stworzyć sieć w środowisku miejskim, oparte na zjawisku kwantowym skomplikowanego, które pozwala parę oddzielonych fotonów pozostać ściśle powiązana w czasie i przestrzeni.

Zdolność do używania zamieszania jest postrzegana jako ważny krok na ścieżce do kwantowego Internetu, który obiecuje sposób generowania losowych kluczy kryptograficznych dla zakodowanych informacji tak szybko, że praktycznie niemożliwe do złamania. Sieć kwantową można również użyć do łączenia komputerów kwantowych, rozszerzając ich wydajność.

Zespół z Harvard University pod przewodnictwem fizyki Michail Lukin stwierdził, że „kluczowe zadanie” w realizacji praktycznej komunikacji kwantowej na duże odległości ”implikuje wiarygodne zamieszanie między węzłami pamięci kwantowej połączonej przez infrastrukturę włókien wzrokowych”. Każdy węzeł zawiera kostki, które komunikują się za pośrednictwem „kanałów fotonicznych”.

Naukowcy wykazali wtargnięcie kwantowe przy użyciu kabli światłowodowych do tworzenia bezpiecznych połączeń między węzłami odbiorczą, ale ich metody były różne. Tak więc naukowcy ze Stanów Zjednoczonych połączyli dwa węzły położone w pobliżu laboratorium Harvard w Cambridge, Massachusetts, z pętlą światłowodową o długości 35 km, która rozciągała się do Bostonu.

Zespół z University of Science and Technology of China (USTC) stworzył trzy węzły - Alice, Bob i Charlie - w trójkątnej sieci wokół Hefay, stolicy prowincji Angoy i budynków USTC z laboratorium centralnego serwera w środku. Wszystko jest około 10 km dalej. Naukowcy z Delft Technology University rozszerzyli 25 km priorytetu objętościowego z Delpht do Hagi, łącząc dwa węzły z serwerem w środkowym punkcie.

Chińczycy używali jednoosotonu z użyciem kostek zakodowanych w zespole atomów Rubidii, aby wysłać jeden foton z każdego węzła do serwera w celu zamieszania. Kiedy jednocześnie dwa fotony przybyły na serwer, osiągnięto mylący warunek. W ten sposób protestowali protokoły wielu sieci kwantowych i przenieśli się na następny etap - testowanie bezpośrednio Internetu kwantowego.

Zespół spodziewa się utworzenia 1000 km światłowodu do końca dekady, przy użyciu około 10 węzłów. Co ciekawe, raport badaczy z ChRL nie wspomina o wspólnych projektach z Federacji Rosyjskiej w dziedzinie komunikacji kwantowej. Zamiast polegać na zespole atomów, amerykańska drużyna użyła urządzeń diamentowych, w których atomy węgla zostały zastąpione atomem silikonowym. W rzeczywistości pomylili dwa małe komputery kwantowe.

Podczas eksperymentu pojedynczy foton wysłano do pierwszego węzła, gdzie był on mylony z atomem krzemu, a następnie wysłał pętlę włókna, aby dotknąć drugiego atomu krzemu w innym węźle, który umożliwił zdezorientowanie. Podobnie jak podejście ich amerykańskich kolegów, holenderscy badacze wykorzystali atomy azotu wbudowane w kryształy diamentu.

Metody chińskie i holenderskie oparte są na niezwykle dokładnym czasie przybycia fotonów na serwerze centralnym, wymagając najdokładniejszych ustawień. Ale metoda amerykańskich badaczy nie potrzebowała takiego superkost. Chociaż metoda jednego atomu jest mniej skuteczna niż podejście zespołu, jest bardziej adaptacyjna, ponieważ można go użyć do wykonania podstawowych obliczeń.

Jednak naukowcy z PRC twierdzą, że ich metoda ma skuteczność zamieszania w dwóch rzędach wielkości wyższej niż metoda amerykańskich kolegów. Pomimo faktu, że demonstracja zamieszania między węzłami znajdującymi się w mieście jest wielkim osiągnięciem, nie oznacza to, że internetowy Internet jest gotowy do komercjalizacji, podkreślają holenderscy naukowcy.

Fizyk Tracy Notap z Innsbruck University w Austrii, który nie uczestniczył w żadnym z badań, powiedział, że eksperymenty były demonstracją najbardziej postępowej technologii niezbędnej do rozwoju Internetu kwantowego. Wcześniej informowaliśmy, że Federacja Rosyjska i Chiny zaprotestowały przeciwko kanałowi komunikacyjnej o mocy 3800 km, który nie może ani słuchać, ani złamać.