Физики создали масштабируемую архитектуру квантовой связи на 100 каналов.
Ученые из Восточно-Китайского педагогического университета разработали новую архитектуру для квантовой связи, позволившую им осуществить телепортацию информации одновременно по 100 пространственно разделенным оптическим каналам. Эксперимент представляет собой масштабируемую платформу, которая может стать основой для будущих крупномасштабных квантовых сетей, пишет Phys.org.
В основе работы лежит явление квантовой запутанности, позволяющее передавать квантовое состояние между двумя удаленными системами. Команда под руководством Цзетая Цзина создала программируемую установку, используя пространственный модулятор света для формирования лазерного луча в матрицу размером 10 на 10. Это создало массив из 100 независимо управляемых оптических каналов. Для генерации необходимой сети квантовой запутанности исследователи использовали процесс четырехволнового смешения в парах рубидия, придав пучку лазера специальную форму «плоской шляпы», чтобы обеспечить равномерное взаимодействие во всех ста точках массива.
Одной из главных трудностей при параллельной обработке является восстановление информации на принимающей стороне. Обычно это требует измерения и обработки каждого канала по отдельности, что крайне сложно реализовать в больших масштабах. Китайские ученые решили эту проблему с помощью полностью оптического метода. Они объединили входящую матрицу данных со второй половиной массива запутанности так, что необходимые операции смещения происходили параллельно для всех 100 каналов сразу, без необходимости их индивидуального контроля.
Квантовая телепортация изображения «Q» с возможностью переконфигурации по 100 каналам.Чтобы продемонстрировать возможности системы, специалисты успешно телепортировали не просто абстрактные сигналы, а визуальное изображение — букву «Q». Точность передачи превысила пределы, доступные для классических систем связи того же типа.
«Мы изучали способы увеличения количества каналов. Постепенно мы поняли, что естественно пространственно разделенные оптические моды могут обеспечить более прямой и реконфигурируемый путь к крупномасштабной параллельной обработке», — рассказал Цзетай Цзин.
По словам авторов, представленная архитектура позволяет одновременно кодировать, управлять и обрабатывать множество квантовых каналов. В долгосрочной перспективе такая технология способна поддерживать параллельную передачу состояний, многоузловые квантовые сети и распределенную обработку информации. В текущем эксперименте размер массива был ограничен мощностью используемого лазера, однако исследователи планируют увеличить количество каналов, применив усилители большей мощности.
Ранее физики доказали возникновение «жуткого» квантового эффекта в Большом адронном коллайдере. Подробности — в другом материале Hi-Tech Mail.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
