Развитие квантового интернета столкнулось с фундаментальной проблемой - хрупкостью квантовых данных при передаче. Новое решение позволяет обойти это ограничение с помощью гибридного подхода.
Команда специалистов из Пенсильванского университета создала Q-Chip – устройство, которое синхронизирует квантовые сигналы с классическими данными. Чип присоединяет к каждому квантовому пакету стандартный заголовок с информацией о маршрутизации. Маршрутизаторы считывают только эту классическую часть, не затрагивая хрупкие квантовые состояния.
Кубиты, в отличие от обычных битов, могут находиться в суперпозиции состояний. Это свойство делает их чрезвычайно чувствительными к любым помехам. Традиционная маршрутизация, требующая чтения данных, разрушает квантовую информацию. Новая технология решает эту проблему через разделение навигационных и квантовых данных.
Эксперимент провели на коммерческом оптоволокне длиной 1 километр, предоставленном компанией Verizon. Система успешно передавала данные между сервером и узлом-приемником. Классический сигнал также использовали для коррекции шумовых помех в реальном времени.
Профессор Лян Фэн подчеркивает, что это первая демонстрация квантовой связи с использованием стандартных IP-протоколов в реальной инфраструктуре. Предыдущие эксперименты требовали специальных лабораторных условий или выделенных линий связи.
Технология использует существующие производственные процессы для кремниевых чипов, что упрощает масштабирование. Специалисты видят перспективы в создании локальных квантовых сетей в ближайшие 5-10 лет. Возможные применения включают безопасную связь, объединение квантовых компьютеров и создание распределенных датчиков.
Разработка устраняет необходимость строительства отдельной инфраструктуры для квантовой связи. Это значительно снижает затраты и ускоряет практическое внедрение технологии. Q-Chip позволяет управлять квантовой коммуникацией с помощью стандартных инструментов маршрутизации и адресации.
Эксперимент показал, что классический служебный сигнал и квантовые данные одинаково реагируют на внешние помехи в кабеле. Это ключевое наблюдение позволило инженерам проанализировать искажения на классическом «заголовке» — том самом пакете с информацией для маршрутизации — и применить корректирующий алгоритм ко всему сигналу в целом, не вмешиваясь в хрупкое квантовое состояние.