Команда ученых разработала независимые рабочие узлы, подключенные к уже существующей оптоволоконной сети, что позволило создать квантовую связь на расстоянии 25 км между голландскими городами Делфт и Гаага. Руководитель проекта Рональд Хансон отметил, что это впервые, когда квантовые процессоры, расположенные в разных городах, соединены квантовой запутанностью на таком расстоянии. Это достижение стало рекордом для квантовых процессоров и является основой для создания устойчивых сетей квантовой передачи данных.
Квантовый интернет позволит передавать квантовые данные — кубиты, которые обладают уникальными характеристиками. Кубиты могут находиться не только в состоянии «0» или «1», но и в их суперпозиции (одновременно «0» и «1»). Более того, кубиты могут быть запутаны, создавая квантовые связи, которые обеспечивают мгновенные корреляции независимо от расстояния между частицами. Эти свойства квантовой связи открывают перспективы для создания защищённых каналов связи, надёжного обмена данными, а также для подключения удалённых квантовых компьютеров, увеличивая их вычислительные мощности и гарантируя полную конфиденциальность пользователей.
Для успешной реализации квантовой связи между городами учёные решили ряд серьёзных технических задач. Одной из главных задач стало обеспечение стабильности соединения и минимизация потери фотонов, которые критически влияют на скорость передачи данных. Были созданы гибкие системы, позволяющие узлам функционировать независимо на больших расстояниях. Соавтор исследования Ариан Столк объяснил, что для стабильности связи важно удерживать длину волны фотонов в пределах определённой точности на протяжении 25 километров оптоволоконного соединения, что можно сравнить с поддержанием расстояния от Земли до Луны с точностью в миллиметры.
Для поддержания высокой точности соединения учёные использовали фотонно-эффективный протокол, который требует стабилизации оптоволоконного соединения. Им удалось успешно продемонстрировать запутывание между двумя квантовыми узлами, содержащими алмазные спиновые кубиты. Этот протокол позволил заранее создать запутанное состояние между узлами, обеспечив надёжность передачи данных.
Для достижения такого значимого результата команда сотрудничала с ведущими организациями, включая Fraunhofer ILT, OPNT, Element Six, Toptica, а также с голландским телекоммуникационным провайдером KPN. Такой широкий опыт и совместные усилия стали основой успеха проекта, позволяя осуществить прогрессивные разработки и превратить теоретические идеи в реальность.
Разработанные архитектуры и методы обладают гибкостью и могут применяться к другим типам квантовых платформ, включая перспективные масштабируемые кубиты нового поколения. Это открывает путь для дальнейших усовершенствований квантовой связи и создания более широких и мощных сетей квантового интернета.
