Команда исследователей из Политехнического института Ренсселера (RPI) сделала значительный шаг в развитии квантовых сетей — технологии, которая в перспективе может стать основой для ультра-быстрой и полностью защищённой передачи данных. Их работа, опубликованная в уважаемых журналах Physical Review Letters и Science Advances, предлагает решение ключевой проблемы квантовой связи: как сохранить «взаимосвязь» между частицами на дальних расстояниях даже после передачи информации.
Фундаментом технологии служит феномен квантовой запутанности, который объединяет частицы и позволяет им мгновенно обмениваться состояниями, независимо от дистанции. До сих пор после каждого сеанса это «соединение» разрушалось, делая сеть непригодной для новых задач. Руководимая Сянъи Мэном команда нашла способ непрерывно восстанавливать запутанность, применяя стратегию «резервных путей».
Инженеры RPI предложили не восстанавливать «нить», а возводить несколько параллельных. Если одна перестаёт функционировать или повреждена, данные перенаправляются по другим путям. Этот принцип, называемый мультиплексированием, обеспечивает стойкость сети к помехам и неисправностям, что неизбежно в реальных условиях. Более того, в квантовых системах такой подход оказывается более эффективным, чем в классических, прокладывая путь к разработке масштабируемых решений.
«Наша стратегия позволяет сетям разрастаться без потери стабильности, — объясняет Мэн. — Это путь к будущему, в котором квантовые процессоры, как современные серверы, смогут обмениваться данными без угрозы взлома». Учёные уже сотрудничают с Национальной лабораторией Брукхейвена в рамках инициативы Министерства энергетики США по созданию устойчивых квантовых систем. Одновременно студенты RPI получают практические навыки, работая с реальными квантовыми компьютерами в лаборатории Мэна.
Продвижение в этой области особенно значимо на фоне успехов IBM и других компаний, чьи квантовые чипы становятся всё более мощными. Для их интеграции в вычислительные кластеры потребуются именно такие сети — способные передавать огромные объёмы данных без потерь. Исследование RPI не только приближает эру квантового интернета, но и закладывает базу для технологий, которые сегодня кажутся фантастичными: от шифрования, недоступного для взлома, до распределённых квантовых вычислений, решающих задачи за секунды, на которые современным суперкомпьютерам требуются годы.
Источник: iXBT
