Два физика Чикагской квантовой биржи использовали разные подходы для устранения препятствия, чтобы создать наземные квантовые сети: расстояние между узлами ограничено тем, как далеко квантовый сигнал может проходить по оптическому волокну.
Лян Цзян, профессор Чикагского университета, сосредоточился на наиболее широко используемом решении: квантовом ретрансляторе. Квантовые ретрансляторы надо разместить между узлами сети для генерации квантового сигнала, чтобы он мог перемещаться на большие расстояния. По словам Цзяна, никто еще не создал успешный квантовый ретранслятор.
Помимо регенерации сигнала, квантовые ретрансляторы могут также предотвращать потерю данных на больших расстояниях. Коды исправления ошибок — это обычное явление для классических сетей, таких как Bluetooth и Wi-Fi, где они контролируют ошибки, которые естественным образом возникают при передаче сигнала от одного устройства к другому.
Но квантовые системы сильно подвержены ошибкам из-за чувствительности квантовых состояний, поэтому исправление ошибок — это большая и важная область исследований.
По мнению Пола Квята, профессора физики Бардина в Университете Иллинойса Урбана-Шампейн, решением проблемы потери оптоволоконного сигнала может стать перенос квантовой сети с земли в воздух с помощью дронов или даже в космос с помощью спутников.
У такой мобильной квантовой сети есть много преимуществ, так как ее узлы легко перемещать. Например, будет легко проводить крупномасштабное квантовое зондирование или изучение квантовых явлений в различных инерциальных системах отсчета, чтобы проверить взаимосвязь между квантовой механикой и теорией относительности. Но есть и более практичные идеи — использовать летательные аппараты в качестве узлов в местах, где оптоволоконные соединения нельзя провести, например, на военно-морских кораблях.
Квантовая сеть между спутниками в космосе позволит проводить еще больше испытаний в области фундаментальной квантовой механики, причем на больших расстояниях и скоростях, а также и в регионах с изменяющимися гравитационными эффектами.
Читать далее
Посмотрите на «бесшумный» дрон с ионным двигателем нового поколения
Уран очень странная планета. Объясняем, почему астрономы хотят отправить к ней зонд
Ученые предложили пересмотреть основы квантовой физики и показали, где они не работают