Однако новое исследование показало, что такой подход не просто вполне осуществим, но даже может открыть путь к созданию глобального квантового интернета. Команда ученых из Сиднейского технологического университета под руководством профессоров Саймона Девитта и Александра Солнцева провела детальное моделирование восходящей, то есть направленной от Земли к спутнику квантовой связи с учетом всех реальных помех — от рассеяния света в атмосфере до отражений солнечного света от Луны.
«Наша идея заключается в том, чтобы отправить две одиночные частицы света с разных наземных станций на спутник, находящийся на высоте 500 километров и движущийся со скоростью около 20 000 километров в час, так, чтобы они встретились настолько точно, что произошла квантовая интерференция. Возможно ли это вообще?» — задается вопросом профессор Девитт. Как показало проведенное специалистами моделирование, ответ на этот вопрос — положительный.
Преимущества такого подхода огромные. Наземное оборудование может использовать практически неограниченную мощность, его легко в любой момент, если это нужно, обслуживать и модернизировать. При этом спутник достаточно оснастить всего лишь простой и компактной оптической системой для регистрации входящих фотонов, а не сложной квантовой аппаратурой для их генерации.
«Нынешние квантовые спутники создают запутанные пары в космосе и затем отправляют каждую половину пары вниз на Землю, — поясняет профессор Солнцев. — Это в основном используется для криптографии, где нужно лишь несколько фотонов для генерации секретного ключа». Однако для обеспечения работы полноценного квантового интернета, который сможет соединять квантовые компьютеры, требуется значительно большая пропускная способность.
Ученые полагают, что предложенную ими технологию можно проверить уже в ближайшее время с помощью дронов или аэростатов с приемниками, прежде чем переходить к орбитальным испытаниям.
Профессор Девитт сравнивает будущее квантовой связи с современным электричеством: «Квантовая запутанность станет чем-то вроде электричества — ресурсом, который генерируется и передается совершенно незаметно для пользователя. Мы просто подключаем устройства и пользуемся им». И разработка австралийских ученых приближает момент, когда такая инфраструктура станет новой реальностью нашего мира.
Ранее в России представили новый метод выращивания кристаллов для квантовых компьютеров.
