Группа исследователей из Ганноверского университета имени Лейбница совершила значительный прорыв в области квантовых коммуникаций, разработав новую концепцию передатчика-приёмника для передачи запутанных фотонов по оптоволокну. Этот успех может стать ключевым шагом на пути к созданию квантового интернета, который обещает методы шифрования, защищённые от подслушивания, даже для будущих квантовых компьютеров.
Команда, состоящая из четырёх исследователей из Института фотоники Ганноверского университета имени Лейбница, впервые продемонстрировала передачу запутанных фотонов и лазерных импульсов одного цвета по одному оптическому волокну. Руководитель Института фотоники, профессор, доктор Михаэль Куэс, подчеркнул важность этого достижения: «Чтобы квантовый интернет стал реальностью, нам нужно передавать запутанные фотоны по оптоволоконным сетям. Мы также хотим продолжать использовать оптоволокно для обычной передачи данных. Наши исследования — важный шаг на пути к объединению обычного интернета с квантовым интернетом».
В ходе эксперимента исследователи показали, что запутанность фотонов сохраняется даже при их передаче вместе с лазерным импульсом. Докторант Института фотоники Филипп Рубелинг объяснил метод: «Мы можем изменить цвет лазерного импульса с помощью высокоскоростного электрического сигнала так, чтобы он соответствовал цвету запутанных фотонов. Этот эффект позволяет нам объединять лазерные импульсы и запутанные фотоны того же цвета в оптоволокне и снова разделять их».
До сих пор не было возможности использовать один и тот же цветовый канал в оптоволокне для передачи как запутанных фотонов, так и лазерного света, что приводило к блокировке канала данных для обычной передачи. Однако новая концепция, продемонстрированная в эксперименте, позволяет отправлять фотоны в том же цветовом канале, что и лазерный свет, сохраняя все цветовые каналы для обычной передачи данных.
Ян Хайне, докторант в группе Куэса, отметил: «Запутанные фотоны блокируют канал данных в оптоволокне, не позволяя использовать его для обычной передачи данных. Наша концепция решает эту проблему, позволяя использовать все цветовые каналы для обычной передачи данных».
Профессор Майкл Куэс добавил: «Наш эксперимент показывает, как практическая реализация гибридных сетей может быть успешной». Результаты исследования были опубликованы в журнале Science Advances, что свидетельствует о значимости этого достижения для развития квантовых коммуникаций и создания квантового Интернета.
