Квантовый интернет стал ближе к реальности благодаря этому переключателю
Когда квантовые компьютеры станут широко распространенными, им потребуется надежный квантовый интернет
Инженеры университета Пердью предложили решение для развития квантового интернета с надежным поддержанием связи для десятков пользователей. Метод, продемонстрированный в статье, опубликованной в Optica, понадобится, когда множество квантовых компьютеров и квантовых датчиков выйдет в интернет.
Команда сконструировала программируемый коммутатор для данных, поступающих пользователю. Селективный переключатель позволяет распределять различные каналы данных по различным длинам волн. Ученые считают, что это позволит увеличить число пользователей без потерь данных.
«Мы показываем способ выполнения маршрутизации по длине волны с помощью только одной единицы оборудования — селективного переключателя по длине волны, чтобы построить сеть на 12–20 пользователей, возможно даже больше», — сказал Эндрю Вайнер, выдающийся профессор электротехники и вычислительной техники университета Пердью. «Предыдущие подходы требовали физического обмена десятками фиксированных оптических фильтров, настроенных на отдельные длины волн, что делало невозможным регулирование соединения между пользователями и вероятной потерей фотонов».
Вместо того, чтобы добавлять эти фильтры каждый раз, когда новый пользователь присоединяется к сети, инженеры могут просто запрограммировать селективный переключатель для направления длин волн передачи данных каждому новому пользователю, что снизит эксплуатационные расходы и сделает квантовый интернет эффективным.
Переключатель выбора длины волны также может быть запрограммирован для регулирования полосы пропускания в соответствии с потребностями пользователя, что было невозможно при использовании фиксированных оптических фильтров. Некоторые пользователи могут использовать приложения, которым требуется большая полоса пропускания, чем другим, аналогично просмотру видео и отправки электронной почты.
Для квантовой сети формирование связей между пользователями и регулировка полосы пропускания означает распределение запутанности, т. е. способности фотонов поддерживать фиксированную квантовую связь друг с другом независимо от расстояния между пользователями.
Запутанность играет ключевую роль в квантовых вычислениях и обработке квантовой информации. Традиционное кодирование данных основано на битах, квантовый мир использует данные, закодированные в квантовых битах или «кубитах». Традиционное кодирование информации подразумевает последовательность нулей и единиц. Кубиты, в отличие от битов, не являются двоичными по своей природе, а значит могут фактически удерживать два состояния одновременно. Интернет, работающий на основе правил квантовой механики подразумевает новый уровень эффективности передачи данных — быстрее и безопаснее.
Сейчас команда работает над созданием более крупных сетей с использованием, разработанного переключателя.
