Одним из главных ограничений в работе современных квантовых систем является то, что свет, проходя через оптоволокно, постепенно угасает. Поэтому узлы связи приходится располагать достаточно близко — на расстоянии в 200–300 км.
У этой проблемы существует два потенциальных решения: первое заключается в отказе от наземного оптоволокна и передаче сигналов через спутник — создание так называемого квантового интернета. Второй метод предполагает создание повторителей квантовых сигналов — устройств, которые считывают и усиливают поступивший сигнал, не нарушая целостности данных.
Теперь инженерам впервые удалось создать прототип такого устройства. В его основу легли дефектные алмазы, или SiV-центры — соединения, которые представляют собой включения атомов азота, кремния или других элементов внутри полупроводников.
Исследователи создали на основе SiV-центров квантовые ячейки памяти и научились управлять их поведением и скоростью. При охлаждении до абсолютного нуля они могут хранить информацию в течение 0,2 миллисекунд — этого достаточно для использования в качестве повторителя квантовых сигналов.
Сейчас мы работаем над расширением нашего эксперимента, встраивая системы квантовой памяти в реальные городские каналы оптоволоконной связи. Мы планируем создать большую сеть запутанных ячеек квантовой памяти и протестировать первые возможные практические применения квантового интернета.
Ральф Ридингер, ведущий автор исследования
Ранее австралийский ученый из-за неисправного оборудования случайно решил квантовую загадку, которой 58 лет.