- 20,161
- 46
- 8 Ноя 2022
Q-chip из Пенсильвании превратил оптоволокно в транспорт для запутанных частиц.
Инженеры Пенсильванского университета впервые перенесли технологии на основе квантовой физики с лабораторного стенда на коммерческие оптоволоконные линии , причём с использованием того же IP , который обслуживает обычный веб. Работа, описанная в журнале Science, показала: хрупкие сигналы могут идти по той же инфраструктуре, что и повседневный трафик. Проверка прошла на кампусном волокне Verizon.
Миниатюрный чип Q-chip объединяет классические данные с особыми состояниями и, что важно, говорит на языке современных сетевых протоколов . Впервые на действующем городском волокне одна микросхема не только передавала такие импульсы, но и автоматически компенсировала помехи, упаковывала служебную и полезную часть в привычные интернет-пакеты и направляла их по адресам с помощью стандартных средств администрирования.
Базовой основой работы служит запутанность частиц, когда изменение одной мгновенно связано с другой. Если удастся надёжно использовать это свойство, вычислительные установки смогут объединяться и делиться мощностью, что откроет дорогу более быстрым и экономным системам ИИ , а также ускорит разработку лекарств и материалов, недоступных даже суперкомпьютерам .
Главная трудность масштабирования в том, что любое измерение разрушает необычное состояние. В обычных сетях данные считывают по пути, чтобы выбрать маршрут, но здесь такой приём недопустим. Вспоминается мысленный эксперимент Шрёдингера с кошкой: пока крышка закрыта, система не должна раскрывать свой статус — иначе исчезает сама особенность явления.
Чтобы обойти ограничение, команда создала Q-Chip — расшифровывается как Quantum-Classical Hybrid Internet by Photonics — который синхронизирует обычные пакеты и деликатный полезный груз. Служебная часть идёт впереди и берёт на себя навигацию, а содержимое следует следом в закрытых «контейнерах». Благодаря этому можно измерять заголовок, не трогая вложение, и при этом пользоваться тем же IP и теми же инструментами управления, что применяются в сегодняшнем интернете.
Реальные городские линии далеки от идеала: температура гуляет из-за погоды, конструкции вибрируют от стройки и транспорта, иногда проявляется даже сейсмика. Авторы использовали метод коррекции, который опирается на сходство воздействия помех на служебный фронт и на саму полезную часть: измерив первое, можно восстановить второе, не разрушая его природу. В испытаниях точность удержалась выше 97 процентов. Кремниевая технология и привычные процессы изготовления означают, что такую микросхему нетрудно масштабировать до серийного производства.
Демонстрационный участок сейчас включает один сервер и один удалённый узел в двух зданиях, связанные примерно километром оптики Verizon. Чтобы расширить сеть, достаточно напечатать новые чипы и подключить их к уже проложенным линиям Филадельфии.
Главный барьер на дистанциях больше городского масштаба — невозможность усиливать такие сигналы без утраты запутанности. Сегодня по обычному волокну на большие расстояния передают в основном ключи для сверхзащищённой связи, где используются слабые когерентные вспышки для генерации случайных чисел; это годится для криптографии, но не связывает между собой настоящие процессоры нового типа. Тем не менее работа пенсильванской группы показала совместимость с пакетной маршрутизацией, динамическим переключением и встроенной помехоустойчивостью, которые работают на тех же протоколах, что управляют нынешними сетями.
Руководил проектом профессор Лян Фэн (кафедры материаловедения и электротехники), соавторами выступили аспиранты Роберт Броберг и Ичи Чжан; именно Чжан вёл экспериментальную часть и описал схему, где служебный импульс идёт впереди полезной нагрузки.
Участники команды сравнивают текущий этап с началом 1990-х, когда университеты впервые связали свои локальные сети и тем самым открыли путь переменам, масштаб которых тогда никто не мог предсказать. Потенциал здесь сопоставим: если опробованная схема станет основой крупного пилота, мы получим реальный задел для интернета нового поколения .
Инженеры Пенсильванского университета впервые перенесли технологии на основе квантовой физики с лабораторного стенда на коммерческие оптоволоконные линии , причём с использованием того же IP , который обслуживает обычный веб. Работа, описанная в журнале Science, показала: хрупкие сигналы могут идти по той же инфраструктуре, что и повседневный трафик. Проверка прошла на кампусном волокне Verizon.
Миниатюрный чип Q-chip объединяет классические данные с особыми состояниями и, что важно, говорит на языке современных сетевых протоколов . Впервые на действующем городском волокне одна микросхема не только передавала такие импульсы, но и автоматически компенсировала помехи, упаковывала служебную и полезную часть в привычные интернет-пакеты и направляла их по адресам с помощью стандартных средств администрирования.
Базовой основой работы служит запутанность частиц, когда изменение одной мгновенно связано с другой. Если удастся надёжно использовать это свойство, вычислительные установки смогут объединяться и делиться мощностью, что откроет дорогу более быстрым и экономным системам ИИ , а также ускорит разработку лекарств и материалов, недоступных даже суперкомпьютерам .
Главная трудность масштабирования в том, что любое измерение разрушает необычное состояние. В обычных сетях данные считывают по пути, чтобы выбрать маршрут, но здесь такой приём недопустим. Вспоминается мысленный эксперимент Шрёдингера с кошкой: пока крышка закрыта, система не должна раскрывать свой статус — иначе исчезает сама особенность явления.
Чтобы обойти ограничение, команда создала Q-Chip — расшифровывается как Quantum-Classical Hybrid Internet by Photonics — который синхронизирует обычные пакеты и деликатный полезный груз. Служебная часть идёт впереди и берёт на себя навигацию, а содержимое следует следом в закрытых «контейнерах». Благодаря этому можно измерять заголовок, не трогая вложение, и при этом пользоваться тем же IP и теми же инструментами управления, что применяются в сегодняшнем интернете.
Реальные городские линии далеки от идеала: температура гуляет из-за погоды, конструкции вибрируют от стройки и транспорта, иногда проявляется даже сейсмика. Авторы использовали метод коррекции, который опирается на сходство воздействия помех на служебный фронт и на саму полезную часть: измерив первое, можно восстановить второе, не разрушая его природу. В испытаниях точность удержалась выше 97 процентов. Кремниевая технология и привычные процессы изготовления означают, что такую микросхему нетрудно масштабировать до серийного производства.
Демонстрационный участок сейчас включает один сервер и один удалённый узел в двух зданиях, связанные примерно километром оптики Verizon. Чтобы расширить сеть, достаточно напечатать новые чипы и подключить их к уже проложенным линиям Филадельфии.
Главный барьер на дистанциях больше городского масштаба — невозможность усиливать такие сигналы без утраты запутанности. Сегодня по обычному волокну на большие расстояния передают в основном ключи для сверхзащищённой связи, где используются слабые когерентные вспышки для генерации случайных чисел; это годится для криптографии, но не связывает между собой настоящие процессоры нового типа. Тем не менее работа пенсильванской группы показала совместимость с пакетной маршрутизацией, динамическим переключением и встроенной помехоустойчивостью, которые работают на тех же протоколах, что управляют нынешними сетями.
Руководил проектом профессор Лян Фэн (кафедры материаловедения и электротехники), соавторами выступили аспиранты Роберт Броберг и Ичи Чжан; именно Чжан вёл экспериментальную часть и описал схему, где служебный импульс идёт впереди полезной нагрузки.
Участники команды сравнивают текущий этап с началом 1990-х, когда университеты впервые связали свои локальные сети и тем самым открыли путь переменам, масштаб которых тогда никто не мог предсказать. Потенциал здесь сопоставим: если опробованная схема станет основой крупного пилота, мы получим реальный задел для интернета нового поколения .
- Источник новости
- www.securitylab.ru
