- 22,447
- 46
- 8 Ноя 2022
Как заставить рассеяние играть нам на руку для связи будущего?
Учёные из университета Хериот-Уатт представили прототип квантовой сети , который объединяет две ранее разрозненные системы в единый, перенастраиваемый узел для восьми пользователей. Такая схема умеет по требованию распределять запутанные состояния между выбранными участниками, перенаправлять их нужным адресатам и даже выполнять квантовую телепортацию — передачу квантовой информации на расстояние без перемещения самой частицы. По словам руководителя проекта профессора Мехула Малика, подобная гибкость может стать недостающим элементом для построения масштабируемых квантовых вычислительных систем.
Техническая основа решения оказалась необычайно простой. Вместо специализированного оборудования разработчики использовали обычный отрезок оптоволокна стоимостью меньше ста фунтов. В толще такого волокна свет много раз рассеивается и «перепрыгивает» между сотнями микроскопических каналов. Обычно этот хаос ухудшает качество сигнала, но исследователи решили сделать его полезным. Формируя входной луч определённым образом, они «заставляют» волокно вести себя как сложная оптическая схема, способная направлять запутанность в разные точки сети. Благодаря этому установка работает в нескольких режимах: соединяет соседних пользователей, охватывает всё пространство связи целиком или комбинирует маршруты по задаче.
Отдельное достижение — поддержка мультиплексирования. В классических телеком-системах этот принцип позволяет передавать по одному каналу множество независимых потоков. В данном случае идея перенесена в квантовую область: несколько групп пользователей могут получать запутанные состояния одновременно. Самый наглядный эксперимент включал параллельную телепортацию квантовой информации для четырёх удалённых участников по двум независимым каналам. Для квантовых сетей такая свобода управления достигнута впервые.
Значимость работы не ограничивается созданием демонстрационного стенда. Всё больше специалистов предполагают, что развитие квантовых компьютеров пойдёт не через один гигантский прибор, а через объединение множества компактных процессоров. Чтобы такая распределённая машина функционировала как единое целое, ей нужна устойчивая запутанность между узлами. Новый прототип показывает, что подобная архитектура жизнеспособна технически. Малик подчёркивает, что сеть связанных процессоров может ускорить разработку лекарств, поиск новых материалов для аккумуляторов и обучение сложных моделей машинного обучения.
Проект создан в рамках британской программы Integrated Quantum Networks (IQN) стоимостью 22 миллиона фунтов. Инициатива финансируется Инженерно-физическим исследовательским советом (EPSRC) и направлена на создание первой крупной квантовой сети Великобритании к 2035 году. В программе участвуют четырнадцать университетов и более пятидесяти компаний.
Учёные из университета Хериот-Уатт представили прототип квантовой сети , который объединяет две ранее разрозненные системы в единый, перенастраиваемый узел для восьми пользователей. Такая схема умеет по требованию распределять запутанные состояния между выбранными участниками, перенаправлять их нужным адресатам и даже выполнять квантовую телепортацию — передачу квантовой информации на расстояние без перемещения самой частицы. По словам руководителя проекта профессора Мехула Малика, подобная гибкость может стать недостающим элементом для построения масштабируемых квантовых вычислительных систем.
Техническая основа решения оказалась необычайно простой. Вместо специализированного оборудования разработчики использовали обычный отрезок оптоволокна стоимостью меньше ста фунтов. В толще такого волокна свет много раз рассеивается и «перепрыгивает» между сотнями микроскопических каналов. Обычно этот хаос ухудшает качество сигнала, но исследователи решили сделать его полезным. Формируя входной луч определённым образом, они «заставляют» волокно вести себя как сложная оптическая схема, способная направлять запутанность в разные точки сети. Благодаря этому установка работает в нескольких режимах: соединяет соседних пользователей, охватывает всё пространство связи целиком или комбинирует маршруты по задаче.
Отдельное достижение — поддержка мультиплексирования. В классических телеком-системах этот принцип позволяет передавать по одному каналу множество независимых потоков. В данном случае идея перенесена в квантовую область: несколько групп пользователей могут получать запутанные состояния одновременно. Самый наглядный эксперимент включал параллельную телепортацию квантовой информации для четырёх удалённых участников по двум независимым каналам. Для квантовых сетей такая свобода управления достигнута впервые.
Значимость работы не ограничивается созданием демонстрационного стенда. Всё больше специалистов предполагают, что развитие квантовых компьютеров пойдёт не через один гигантский прибор, а через объединение множества компактных процессоров. Чтобы такая распределённая машина функционировала как единое целое, ей нужна устойчивая запутанность между узлами. Новый прототип показывает, что подобная архитектура жизнеспособна технически. Малик подчёркивает, что сеть связанных процессоров может ускорить разработку лекарств, поиск новых материалов для аккумуляторов и обучение сложных моделей машинного обучения.
Проект создан в рамках британской программы Integrated Quantum Networks (IQN) стоимостью 22 миллиона фунтов. Инициатива финансируется Инженерно-физическим исследовательским советом (EPSRC) и направлена на создание первой крупной квантовой сети Великобритании к 2035 году. В программе участвуют четырнадцать университетов и более пятидесяти компаний.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
