Испанские физики сообщили о том, что им впервые удалось получить состояние квантового переплетения двух квантовых запоминающих устройств, расположенных в разных лабораториях на расстоянии десяти метров и объединенных фотонами на длине волны связи. Это открывает путь к созданию устройств квантового Интернета будущего, способных работать на больших расстояниях друг от друга. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

 

В 1990-е годы инженеры добились значительных успехов в области телекоммуникаций, расширив сети за пределы городов и мегаполисов. Чтобы достичь этого, они использовали повторители, которые усиливали ослабленные сигналы, передавая их на большие расстояния. Теперь эту роль выполняют спутники.

 

Для построения квантового Интернета, наряду с источниками кубитов нужны элементы квантовой памяти, действующие как повторители, использующие в качестве ключевых компонентов системы суперпозицию и запутанность. Но чтобы такая система была управляемой, переплетение квантовой памяти должно создаваться и поддерживаться на больших расстояниях.

 

Исследователи из Института фотонных наук в Барселоне (ICFO) впервые достигли масштабируемого квантового запутывания между двумя удаленными многомодовыми твердотельными объектами квантовой памяти, которое они поддерживали в течение 25 микросекунд в двух квантовых запоминающих устройствах, расположенных на расстоянии десяти метров друг от друга. Разработанный метод также позволил достичь рекордной скорости запутывания в системе.

 

В течение нескольких месяцев ученые проводили эксперимент, в котором в качестве ячейки квантовой памяти использовали кристалл, легированный редкоземельными элементами. Два источника генерировали коррелированные пары одиночных фотонов, один из которых отправлялся в квантовую память, состоящую из миллионов атомов, случайно размещенных внутри кристалла, и сохранялся там через протокол, называемый гребенкой атомных частот, а другой, так называемый холостой, — по оптическому волокну на устройство, называемое светоделителем.