Обычные системы оптической связи в свободном пространстве вынуждены бороться с помехами: перепады температуры и давления в воздухе искажают луч, и, чтобы восстановить сигнал, нужны сложные приборы и вычисления. Исследователи из Университета Витватерсранда и Бордоского университета предложили иной подход — вообще не пытаться исправлять искажения, а использовать свойство света, которое от них не страдает.

Речь идет о топологии — математическом понятии, описывающем неизменные свойства объекта при деформации. Лазерный пучок может менять форму из-за турбулентности, но его топологическая структура остается прежней, пишет Techxplore.

Для записи информации в лазерном луче исследователи использовали скирмионы, особую оптическую структуру. Затем они передали ее по лучу между двумя зданиями кампуса, расположенными на расстоянии нескольких сотен метров. Когда сигнал достигал приемника, форма луча была сильно искажена, однако топологически закодированная информация сохранилась полностью.

Прежде такой эффект достигался только в лабораториях, а в реальных уличных условиях он демонстрируется впервые.

Отказ от коррекции искажений может упростить будущие системы связи, снизить их стоимость и вычислительные затраты. Это особенно важно для связи со спутниками и космическими аппаратами, а также для регионов со сложным рельефом или плохой инфраструктурой. Для Южной Африки, где доступ к интернету в отдаленных районах остается острой проблемой, технология в перспективе способна помочь сократить цифровой разрыв без прокладки дорогостоящих оптоволоконных кабелей.

Ученые из США продемонстрировали недавно распределение квантовой запутанности в условиях реальной телекоммуникационной сети — по оптоволокну длиной 24 км, которое одновременно передавало обычный интернет-трафик. Эксперимент показал, что квантовые сигналы могут сосуществовать с коммерческими данными в уже существующей инфраструктуре