Израильские физики впервые продемонстрировали многоканальную квантовую связь

Ученые из Университета Бар-Илан разработали метод одновременной обработки квантовой информации в нескольких частотных каналах, что открывает путь к созданию сверхскоростных и масштабируемых сетей.

Современные квантовые технологии сталкиваются с серьезным ограничением: возможности источников света значительно превосходят способности детекторов. Несмотря на то, что свет может переносить информацию в широчайшем оптическом спектре, стандартные измерительные устройства фиксируют лишь малую его часть. Это создает "бутылочное горлышко", из-за которого огромная полоса пропускания не используется. Команда предложила решение, позволяющее манипулировать запутанностью света сразу во множестве частотных каналов. Работа опубликована в журнале Science Advances.

До сих пор квантовая связь напоминала попытку передать библиотеку через узкую щель в двери: по одной книге за раз. Ученые превратили эту щель в широкие ворота. Они научились "нарезать" широкий поток квантового света на десятки отдельных каналов и, что самое важное, создали прибор, способный одновременно видеть и считывать информацию в каждом канале. Теперь данные могут передаваться целым набором параллельных потоков, что в десятки раз ускоряет работу квантовых сетей.

Эффективность подхода была доказана на примере 23 независимых каналов. В перспективе такая архитектура позволит поддерживать тысячи каналов, увеличивая пропускную способность систем на несколько порядков.

Переход от последовательной передачи к массовому распараллеливанию делает квантовые сети пригодными для практического использования в реальном мире, скорость передачи данных в такой сети уже сравнима с передачей в обычном оптоволокне. Руководитель исследования профессор Ави Пеэр отмечает: "Мы обладаем колоссальной квантовой полосой пропускания, но до сих пор почти не использовали ее. Эта работа показывает, как устранить затор и запустить множество квантовых каналов параллельно – шаг, который может резко увеличить скорость защищенной связи и других квантовых технологий". По мнению ученых, использование всего доступного спектра является ключом к созданию по-настоящему быстрых и защищенных магистралей будущего.