Ученые Мэрилендского университета создали кристаллическую структуру, которая усиливает взаимодействие фотонов и отдельных электронов. Это открытие может стать значительным шагом в создании квантовых сетей будущего.
Сегодняшние сети используют для хранения информации электронные цепи, а для их передачи — оптические кабели. Квантовые сети могут воспользоваться такой же схемой, только для передачи кубитов — квантовых версий битов. Но сперва ученым нужно разработать способ передачи информации с помощью кубитов, которые гораздо лучше предназначены для ее хранения.
Исследовательская группа Мэрилендского университета во главе с профессором Эдо Уаксом создала интерфейс взаимодействия фотонов и отдельных электронов. Заключив фотон и электрон в небольшом пространстве, они обнаружили, что электрон быстро меняет квантовые свойства фотона и наоборот.
«Наша платформа имеет два основных преимущества по сравнению с предыдущими работами, — сказал соавтор исследования, аспирант Шо Сунь. — Первое — это то, что кубит электрона интегрирован в микрочип, что облегчает масштабирование. Второе — взаимодействия между светом и материей очень быстрые. Они происходят всего за одну триллионную секунды — в 1000 раз быстрее, чем в предыдущих исследованиях».
В будущем квантовые сети, основанные на открытом учеными принципе, могли бы, например, использоваться для хранения и вычисления квантовой информации, а фотоны могли бы переносить эту информацию в разные части сети. При этом ее невозможно было бы перехватить, что открывает новые горизонты кибербезопасности.