Квантовый интернет в Нью-Йорке: инженеры провели первый успешный тест по обычным оптоволоконным кабелям

Американские компании Cisco и Qunnect провели тестирование городской квантовой сети в режиме реального времени, передав данные с помощью запутанных фотонов через действующие оптоволоконные кабели Нью-Йорка. Эксперимент объединил три узла через коммерческий центр обработки данных на Манхэттене и инфраструктуру в Бруклине. Общая протяженность задействованных линий связи составила 17,6 километра.

Ключевое технологическое препятствие на пути к глобальному квантовому интернету — обеспечение надежной передачи квантовых состояний на расстояние: эти сверхчувствительные носители информации (кубиты и запутанные пары) теряют свои свойства при малейшем взаимодействии с окружающей средой, что требует разработки принципиально новых методов их защиты, усиления и маршрутизации. В лабораториях кубиты защищены от воздействия, однако в городских сетях сигналы искажаются из-за вибраций метро и колебаний температуры. Для компенсации помех применили аппаратно-программный комплекс. Стартап Qunnect предоставил аппаратную часть, работающую при комнатной температуре: источники квантовой запутанности и автоматические компенсаторы поляризации. Корпорация Cisco разработала программный диспетчер, который синхронизировал узлы с пикосекундной точностью и непрерывно корректировал данные.

В процессе тестирования инженеры осуществили свопинг (обмен) запутанности между полностью независимыми квантовыми источниками без применения общих лазерных соединений. Этот физический процесс связывает кубиты, не взаимодействовавшие друг с другом напрямую, что выступает базовым техническим требованием для создания будущих квантовых ретрансляторов.

По результатам эксперимента скорость обмена на участке коммерческого оптоволокна превысила 5400 пар фотонов в час, а при локальных измерениях достигла 1,7 миллиона пар. Точность сохранения поляризации составила более 99 процентов. Согласно отчету, опубликованному на платформе arXiv, зафиксированные показатели превышают прошлые результаты для аналогичных платформ почти в 10 000 раз.

Экспериментальный проект подтверждает техническую возможность создания квантовых сетей поверх стандартной телекоммуникационной инфраструктуры мегаполисов. Защита информации в них базируется на законах физики: попытка внешнего перехвата фотонов мгновенно изменяет их состояние, аппаратно сигнализируя участникам о несанкционированном доступе.

Источник:Livescience