Amerikāņu zinātnieki no Ziemeļrietumu Universitātes pirmoreiz spēja pārvietot kvantu fotona stāvokli caur optisko šķiedru kabeli vairāk nekā 30 km attālumā.
Vēl nesen to uzskatīja par neiespējamu. Pētnieku veiktais eksperiments notika pagājušajā gadā. Spēja pārvietot gaismas daļiņu kvantu stāvokļus, izmantojot tīkla infrastruktūru, mūs tuvina kvantu skaitļošanas tīkla, inovatīvu šifrēšanas metožu un jaunu skenēšanas pieeju izveidei.
«Tas ir neticami aizraujoši, jo neviens nedomāja, ka tas ir iespējams. Mūsu darbs norāda ceļu uz nākamās paaudzes kvantu un klasiskajiem tīkliem, kuri kopīgi izmanto apvienotu šķiedru optisko infrastruktūru. Principā, tas atver durvis kvantu komunikāciju attīstībai uz jaunu līmeni», pārliecina pētījuma vadītājs, inženieris-datoriķis no Ziemeļrietumu Universitātes Prem Kumars.
Pēc pētnieku teiktā, šāds pārvietojums saglabā kvantu daļiņas īpašības vienā vietā un rūpīgi tās sabojājot, pārsūta saglabātās īpašības līdzīgai daļiņai citā vietā. Un, lai gan šis process notiek gandrīz acumirklīgi, kvantu saistība tomēr pieprasa informācijas viļņa nosūtīšanu starp punktiem telpā.
Saistīto daļiņu kvantu stāvoklis ir ļoti nestabils. Tas var izzust nākamajā mirklī pēc tā rašanās. Elektromagnētiskie viļņi, siltuma starojums, berze no daļiņu kustības var izraisīt tā bojāšanos, ja tas netiek pienācīgi aizsargāts. Fotona nosūtīšana caur optisko šķiedru kabeļiem, pa kuriem plūst liels daudzums citas informācijas, aizsargājot tā kvantu stāvokli, nav tas pats, kas kvantu stāvokļu aizsardzība datoros.
Lai aizsargātu fotona kvantu stāvokli lielā interneta datplūsmas apjomā ar ātrumu 400 gigabiti sekundē, pētnieki izmantoja vairākas metodes, kas ierobežoja šīs gaismas daļiņas kanālu un samazināja tās izkliedēšanās un sajaukšanās iespēju ar citiem viļņiem.
«Mēs rūpīgi izpētījām, kā izkliedējas gaisma, un novietojām savus fotonus optimālajā punktā, kur šis izkliedēšanas mehānisms ir minimāls. Mēs atklājām, ka varam veikt kvantu komunikāciju bez traucējumiem no klasiskajiem kanāliem, kas darbojas vienlaicīgi», skaidro Prem Kumars
Pēc pētnieka teiktā, šāda saziņa spēj nodrošināt drošu kvantu komunikāciju starp dažādiem ģeogrāfiski attāliem mezgliem. Zinātnieks uzsver, ka pareizi izvēlētu viļņu garuma gadījumā nav nepieciešamības izveidot atsevišķu infrastruktūru, jo klasiskās un kvantu komunikācijas ļoti labi var pastāvēt vienlaikus.
Pētījuma rezultāti ir publicēti žurnālā Optica
Avots: ScienceAlert
Komentāri (0)
Šobrīd nav neviena komentāra