Благодаря новому исследованию от команды инженеров Университета Торонто эти типы совершенно безопасного обмена информацией – один шаг ближе к действительности. Изданный на этой неделе по своей природе Коммуникации, исследователи проектировали первые все-фотонные квантовые ретрансляторы – протоколы, которые гарантируют, что данные можно нести достоверно и надежно через более долгие расстояния, используя квантовую криптографию.
Коммуникация, которая использует квантовую криптографию, эксплуатирует законы квантовой механики, чтобы передать информацию от одного пользователя другому. Закодированный в квантовых состояниях фотонов, этот обмен так безопасен, что ломка его почти невозможна.
Но отправка больших расстояний фотонов по волокнам легче сказать чем сделать – больше чем 90 процентов фотонов потеряны по расстояниям, больше, чем 50 километров, сильно ограничив диапазон квантовой коммуникации.Чтобы расширить диапазон, много исследования сосредоточилось на развивающихся ‘квантовых ретрансляторах’, чтобы дать фотонам «повышение» и уменьшить потерю. Эти ретрансляторы действовали как мини-квантовые компьютеры, храня запутанные фотоны и передавая их сигналы вниз волокна – они должны были быть сохранены при прохладных температурах и имели низкие повторные показатели, делая их неудобными и медленными.
Эти новые все-фотонные квантовые ретрансляторы от инженеров в U фотонов реле T по большим расстояниям, используя фотоны только, без требовательных требований квантовых воспоминаний вопроса или интерфейса между вопросом и светом вообще.Профессор Хои-Квонг Ло (ECE) отдела Эдварда С. Роджерса старшего Электрической & Вычислительной техники и Отдела Физики в Университете Торонто сотрудничал с доктором Коджи Азумой и доктором Кииоши Тамаки из Nippon Telegraph and Telephone Corporation в Японии на проекте.«Есть большой интерес к сообществу вокруг проектирования квантового Интернета, который будет более информационно-богатым и более сильным, но эти квантовые состояния могут также быть хрупкими», говорит профессор Ло. «Наша мотивация должна была проектировать средство для сообщения надежно и достоверно по большим расстояниям».Предложенные все-фотонные ретрансляторы команды имеют более высокие темпы квантовой коммуникации, используют оптические элементы, демонстрации доказательства принципа которых были уже сделаны, и функция при комнатной температуре.
Предложенные все фотонные квантовые ретрансляторы делают существенное использование высоко запутанных квантовых состояний (названным ‘государства группы’) и их полезная собственность отказоустойчивости к потерям.Все-фотонные ретрансляторы могли привыкнуть к сетевым отдельным квантовым компьютерам, которые остаются неосуществленными и область интенсивного исследования во всем мире.«Вообразите в будущем, у нас есть различные квантовые компьютеры во всем мире, управляемый различными пользователями», говорит профессор Ло. «Мы хотели бы передать информацию между ними, но текущие способы коммуникации не безопасны против нападений или потерь».
Квантовые компьютеры находятся на пути, но эта технология имеет последствия для другой области, которая походит на научную фантастику: квантовая телепортация.«Оригинальный вопрос состоял в том, могли ли бы мы передать поляризацию по большим расстояниям, но это скучно – тогда, исследователи спросили, мы можем сделать что-то более необычное?» говорит профессор Ло. «И оказывается, что мы можем сделать квантовую телепортацию».
Вы не будете излучением из дома, чтобы работать в ближайшее время, но исследователи уже закончили экспериментальные демонстрации сияющих государств фотонов и даже атомов от одного местоположения до другого.