Ученые хотят создать квантовый интернет – это расширит возможности вычислений

Эта сеть будет использовать специализированные каналы связи, предназначенные для передачи квантовых состояний кубитов, прокладывая путь к распределенным квантовым вычислениям. Такие достижения могут экспоненциально увеличить мощность квантовых компьютеров, которые уже считаются очень перспективными.

А тем временем Квантовые батареи изменили подход к пониманию причинно-следственной связи

Как это будет работать

Инициатива черпает вдохновение в методах, используемых в обсерваториях гравитационных волн, где кубиты должны передаваться в вакууме, чтобы поддерживать свои квантовые состояния. Этот амбициозный проект финансируется военными и другими государственными органами США, что является свидетельством его стратегической важности.

Квантовый интернет обещает не только полностью безопасную связь, которую невозможно незаметно взломать, но и значительный скачок в вычислительных мощностях. Распределенные квантовые вычисления решают текущие проблемы масштабирования квантовых платформ, которые ограничены физическим размером и количеством кубитов. Перераспределяя вычислительную нагрузку, можно значительно повысить производительность квантовых систем.

Предложенная карта квантовой сети США / Фото Jiang Group / University of Chicago

Проблема и ее решение

Исследователи уже продемонстрировали возможность обмена квантовыми состояниями на большие расстояния с помощью фотонного кодирования. Этот метод позволяет передавать квантовые состояния через обычную волоконную оптику и лазеры, воздухом, вакуумом или даже спутниками. Однако нынешние скорости передачи являются низкими, а оптические волокна страдают от значительного затухания.

Чтобы преодолеть эти ограничения, ученые из Чикагского университета использовали опыт обсерваторий гравитационных волн, которые используют трехкилометровые туннели, поддерживаемые в высоком вакууме (10^-11 атмосфер).

В этих туннелях фотоны преодолевают огромные расстояния, реагируя на гравитационные волны. Аналогично, квантовая информация, закодированная в состояниях фотонов, может передаваться на сотни или даже тысячи километров, если вдоль всего маршрута использовать систему фокусирующих линз.

Читайте на сайте Возможно, Microsoft наконец-то сделала квантовые вычисления полезными

Предложенная сеть квантового интернета будет состоять из вакуумных трубок диаметром 20 см, оснащенных фокусирующими линзами через каждые несколько километров. Расчеты показывают, что система может эффективно функционировать при среднем уровне вакуума 10^-4 атмосфер.

Следующий этап проекта предусматривает проведение экономического обоснования, хотя исследователи подчеркивают, что финансирование не будет сдерживающим фактором для создания высокоскоростной квантовой сети.