В 2020 году ученые из Научно-технического университета Китая и Института квантовых технологий Цзинаня опубликовали статью, в которой описали запутанность между двумя квантовыми запоминающими устройствами, соединенными волоконным кабелем длиной 50 км. В том эксперименте оба устройства находились в одном помещении и, поэтому, не были полностью независимыми.
Следующим шагом ученых стало воссоздание в эксперименте более реальных условий — разнесение полностью независимой памяти на значительное расстояние, рассказывает Phys.org. Квантовые узлы были расположены 12,5 км друг от друга. В первом узле, обозначенном буквой А, они спутали первую квантовую память с одним фотоном, который затем послали в узел B и сохранили во второй квантовой памяти.
«Таким образом мы запутали две разнесенных квантовых памяти, — пояснил Бао Сяохуэй, один из исследователей. — Поскольку фотон, исходивший из нашей памяти, из ближнего инфракрасного диапазона (795 нм), не подходящего для передачи с малым уровнем потерь по кабелю, мы использовали метод квантовой конверсии частоты для изменения длины волны фотона до 1342 нм, что существенно улучшило общую эффективность передачи».
Хотя некоторые предшествующие исследования уже демонстрировали квантовую коммуникацию через большие расстояния, в основном речь шла о переносе запутанных фотонов. Бао и его коллегам же удалось установить запутанность между двумя атомными квантовыми запоминающими устройствами. Такой метод может обеспечить связь между несколькими отдельными узлами, необходимую для возникновения надежного квантового интернета.
«Главное достижение нашей работы в том, что мы осуществили распределение запутанности с квантовой памятью на рекордно большое расстояние, — пояснил Бао. — Такая запутанность — фундамент для построения квантовой сети и квантовых ретрансляторов».
В прошлом месяце физики Германии сообщили о достижении квантовой запутанности между двумя атомами, разделенными 33 км оптического волокна. Это рекордное расстояние для такого рода коммуникации и прорыв в области быстрого и защищенного квантового интернета.
