Квантові комп'ютери вчаться спілкуватися

Фізик Майкл Реймер (Центр оптики в Орегоні, США) і його колеги з університету Бата (Великобританія) зуміли змінити довжину хвилі одиничного фотона. У перспективі це дозволить надвиробничим квантовим комп'ютерам обмінюватися інформацією за допомогою вже існуючих оптоволоконних мереж.


В оптоволоконних мережах дані з різних пристроїв - телефону, телемережі, інтернету, - поширюються як імпульси електромагнітних хвиль і передаються різними каналами, кожен канал характеризується своєю довжиною хвилі, як радіомовлення, тільки середовищем для розповсюдження сигналу служить оптоволокно.


У існуючих цифрових пристроях дані структуруються у вигляді бітів, при передачі один біт - це сукупність фотонів інфрачервоного діапазону. У квантовому комп'ютері, пристрої нового покоління, один біт даних передається одиничним фотоном оптичного діапазону. (Така технологія радикально збільшує швидкодію і на 100% захищає дані від хакерів). Однак мало створити квантові комп'ютери - необхідно, щоб вони могли обмінюватися даними між собою. Існуючі сьогодні оптоволоконні мережі, що зв'язали світ в єдине ціле, були розроблені для інфрачервоного діапазону, оптичний діапазон випромінювання для них «нерідний». Виникає так званий «колірний бар'єр» («колірний» - тому що довжина хвилі фотона це фактично його колір). Одна з можливостей обійти його - перетворити оптичне випромінювання в інфрачервоне «на вході» в оптоволоконний кабель і назад - «на виході».

Оскільки енергія фотона пов'язана кількісною залежністю з довжиною його хвилі, змінюючи енергію фотона, можна змінювати довжину хвилі. Але щоб переслати «однофотонний» біт інформації по оптоволоконному кабелю, довжину хвилі потрібно змінити на конкретну контрольовану величину. Для цього в експериментах Раймера використовувалися два лазери. Лазери випромінюють в оптичному діапазоні, тому один з них використовувався для імітації виходу квантового пристрою, з якого сигнал приходить в оптоволокно. Другий лазер - опорний: випущені ним фотони обмінювалися енергією з фотонами сигналу, що йде з «імітатора».

Дослідники навчилися змінювати довжину хвилі опорного лазера, щоб довжина хвилі фотона, випроміненого «імітатором», контрольовано змінювалася на задану величину, в тому числі отримувати фотони з довжиною хвилі, що підходить для передачі сигналу через оптоволоконні мережі. Це серйозний крок до комунікації між квантовими комп'ютерами.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND