Американские ученые создали квантовый вентиль, предотвращающий ошибки в квантовых коммуникациях

Исследователи из Окриджской национальной лаборатории, принадлежащей Министерству энергетики США, предложили передовой способ улучшения надёжности квантовых сетей. Это научное изыскание, под руководством доктора Сюань-Хао Лу, привлекло значительное внимание среди специалистов, исследующих квантовые коммуникации.

Проектом была разработана уникальная конструкция квантового вентиля, который одновременно задействует две фотонные степени свободы: поляризацию и частоту. В сочетании с гиперзапутанными состояниями этот подход позволяет значительно повысить устойчивость квантовых сетей к ошибкам при передаче информации.

«Фотоны, как мельчайшие пакеты электромагнитной энергии, могут надежно передавать информацию через квантовые сети. Каждый фотон имеет несколько степеней свободы, таких как трасса, поляризация и частота, которые используются для передачи квантовой информации. Связь между фотонами, называемая запутанностью, открывает возможности для квантовой телепортации. Однако, такая связь чрезвычайно восприимчива к внешним факторам, что может приводить к ошибкам в передачи данных», — объясняет доктор Лу.

Исследователи установили, что применение гиперзапутанности — состояния запутанности нескольких степеней свободы для двух фотонов — улучшает надёжность передачи данных. «Представьте фотон с горизонтальной поляризацией, который обозначает битовое значение 0. В процессе прохождения через волоконно-оптический кабель его поляризация может непреднамеренно измениться, что вызовет ошибки передачи. Наши методы, интегрированные с гиперзапутанностью, помогают минимизировать такие ошибки в квантовых сетях», — разъясняет Лу.

Следующим шагом будет реализация этой инновации в квантовой сети Окриджской национальной лаборатории.

Источник: iXBT