Квантовая телепортация на 44 километра: шаг к созданию глобального квантового интернета

Квантовая телепортация, еще недавно считавшаяся научной фантастикой, сегодня переходит в разряд прикладной науки. Исследовательская группа из Фермилаб (Fermilab) и Калифорнийского технологического института (Caltech) впервые в истории успешно передала квантовое состояние фотонов на расстояние 44 километра с высокой точностью, превышающей 90%. Этот прорыв может стать основой для создания принципиально новой инфраструктуры связи — квантового интернета.

Прорыв в области квантовой связи

В эксперименте были задействованы две независимые квантовые сети — CQNET и FQNET, подключённые к существующей оптоволоконной инфраструктуре. Ученым удалось передать кубиты, — элементарные единицы квантовой информации, — на значительное расстояние без потери состояния. Высокий уровень точности доказывает, что технология способна к масштабированию и может применяться в реальных условиях, а не только в лабораторной среде.

Принцип работы квантовой телепортации

Вопреки названию, квантовая телепортация не означает перемещения объектов. Речь идет о передаче квантового состояния одной частицы другой на расстоянии — с помощью феномена, известного как квантовая запутанность. Связанные между собой частицы, независимо от расстояния между ними, сохраняют синхронизацию, позволяя мгновенно передавать информацию о состоянии. Это открывает путь к созданию сверхбыстрых, защищённых каналов связи, не зависящих от традиционных сетей.

На пути к квантовому интернету

Прорыв произошел вскоре после того, как Министерство энергетики США представило амбициозный план по созданию национальной квантовой сети. Одним из первых практических шагов станет реализация проекта Illinois Express Quantum Network — квантовой сети, которая будет развернута в районе Чикаго. Исследователи уже приступили к реализации пилотной инфраструктуры.

«Теперь мы переходим от фундаментальной науки к прикладной реализации квантовых сетей в городских масштабах», — прокомментировал Панайотис Спенцурис, один из руководителей проекта в Фермилаб.

Революция в цифровом пространстве

Создание квантового интернета может полностью изменить представление о скорости и безопасности передачи данных. В перспективе это приведёт к объединению квантовых компьютеров в глобальные сети, способные выполнять вычисления и обмениваться данными на уровне, недоступном для современных цифровых систем. Кроме того, такие сети обладают повышенной устойчивостью к внешнему вмешательству, что делает их идеальными для использования в критически важных сферах — от научных расчетов до национальной безопасности.

«Мы гордимся тем, что смогли достичь столь значимого результата в области стабильных и масштабируемых квантовых коммуникаций», — отметила Мария Спиропулу, научный руководитель программы IN-Q-NET.

Научное сообщество с осторожным оптимизмом заявляет: эпоха квантовых коммуникаций начинается уже сегодня.