В основе квантового интернета лежат два квантовых феномена. Первый — квантовое запутывание, когда две частицы становятся настолько неразрывно связанными, что изменения свойств одной влечет изменение свойств другой, вне зависимости от разделяющего их расстояния. А поскольку обмен информацией между ними происходит мгновенно, квантовый интернет может стать намного быстрее нынешнего.
Второй феномен — квантовая суперпозиция, когда частица может существовать в двух различных состояниях одновременно. Это свойство обеспечивает высокую защищенность информации, проходящей по квантовой сети. Информация кодируется в спутанных парах фотонов в состоянии суперпозиции — с точки зрения данных это означает, что она одновременно выражает и ноль, и единицу.
С помощью декодера сообщение может прочитать только его адресат. Если кто-либо другой попытается его перехватить, суперпозиция нарушится, и сообщение окажется нечитаемым, а реципиент получит сигнал тревоги.
Правительство Соединенных Штатов разработало и опубликовало план создания национальной сети квантового интернета, сообщает New Atlas. Проект был представлен учеными из лабораторий Министерства энергетики и описывает четыре наиболее приоритетных области исследований: создание фундаментальных элементов квантового интернета; интеграция устройств квантовой сети; создание технологий ретрансляции, коммутации и маршрутизации для квантового запутывания; и обеспечение коррекции ошибок работы квантовых сетей.
Также в документе описаны пять этапов реализации проекта. Первый — подтверждение работоспособности технологии. Он уже был пройден специалистами национальных лабораторий Ок-Ридж или Лос-Аламос.
Второй этап — распределение спутанных фотонов между кампусами на территории одного города. Третий — создание сети квантовой памяти между двумя городами. Четвертый — расширение этой сети на несколько штатов при помощи квантовых репитеров. Пятый и последний — создание развитой инфраструктуры между лабораториями, университетами и промышленными предприятиями.
Работы уже идут: Аргоннская национальная лаборатория и Университет Чикаго протянули испытательную сеть длиной 84 км, которая уже применяется для спутывания фотонов. Вскоре к ней прибавится третий узел в Фермилаб, который увеличит дистанцию до 129 км.
Гонка квантовых технологий становится все напряженнее. Китайский спутник «Мо-цзы» продемонстрировал различные аспекты этой технологии и установил рекорд по дальности телепортации квантовой информации на 1200 км.
