Досега квантовите мрежи бяха възможни само в ограничени мащаби – приблизително наполовина от сегашното постижение – или в строго контролирани лабораторни условия с изключително скъпо охлаждащо оборудване.
Учени в Германия успешно демонстрираха рекордна по мащаб квантова комуникационна мрежа, използвайки съществуваща инфраструктура — пробив, който може да проправи пътя към „свръхсигурни“ връзки между квантови компютри.
Квантовата комуникация е нововъзникваща технология, която използва квантовомеханични ефекти за пренос на информация. Тя привлече значително внимание през последните години поради потенциала си в сфери като квантови изчисления, сигурен пренос на данни и високоточни сензорни мрежи.
Досега квантовите мрежи можеха да бъдат изграждани само на по-малки разстояния — около половината от сегашното постижение — или в лабораторни условия с високотехнологично оборудване. Изследователи от Toshiba Europe предадоха квантови сигнали по търговска оптична мрежа с дължина 254 километра в Германия, между Франкфурт и Кел.
Те използвали съществуващата телекомуникационна инфраструктура — стандартни еднорежимни оптични влакна, които се използват и за съвременния интернет.
Квантовите изчисления предлагат невиждан досега потенциал за подобрена производителност в полезни приложения като разработка на лекарства и оптимизация, благодарение на свръхмощната си обработка на данни.
Но тази изчислителна мощ може също да бъде използвана за разкодиране на традиционните методи за криптиране.
Експерти твърдят, че за да се справим със заплахите в постквантовия свят, е необходимо изграждането на нова мрежова система, осигуряваща необходимата сигурност.
„Квантовите технологии имат много по-голяма изчислителна мощ за някои задачи, но също така имат потенциала да разрушат начина, по който в момента комуникираме,“ добавя изследовател.
Екипът на Toshiba Europe демонстрира ултрасигурна комуникация чрез използване на единични фотони – елементарни частици светлина. Този подход, базиран на запазване на фазата на светлинните сигнали на много дълги разстояния, е бил особено труден за изпълнение извън лабораторна среда.
Технологията изисква и голямо, сложно и скъпо оборудване, част от което трябва да бъде охладено почти до абсолютната нула — минус 273 градуса по Целзий.
Изследователите обясняват, че стандартните оптични влакна, предназначени за класически пренос на данни, всъщност са доста ефективни и за квантови сигнали — стига загубите по пътя да се управляват правилно.
Вместо информацията да тече само в една посока, както е при обикновената квантова комуникация, новият дизайн позволява и на двамата потребители да изпращат сигнали към централен възел, където те се комбинират.
Този иновативен подход е позволил на учените да удвоят разстоянието за комуникация и да обхванат много по-голяма територия — при това използвайки съществуващата мрежова инфраструктура.
Изследователите сравняват потенциала на квантовата комуникация с въздействието от прехода от медни кабели и електронна комуникация към оптични влакна и светлинна комуникация.
Докато квантовият интернет често е възхваляван като следващата революция в научните среди, този пробив представлява по-скоро изграждане на основните „градивни елементи“ на бъдещия квантов интернет, обяснява екипът.
Много държави се надпреварват в изграждането на квантова мрежа и инвестират сериозно, като според експерти Китай е един от лидерите в тази надпревара.
Европейската комисия също има амбицията да изгради квантова мрежа в целия ЕС чрез инициативата European Quantum Communication Infrastructure.
Източник: Euronews
