Группа исследователей из Ганноверского университета имени Лейбница, расположенного в Германии, осуществила прорыв в области квантовых технологий, успешно передав как квантовые, так и классические данные по одной оптоволоконной линии. Результаты их работы были опубликованы в известном научном журнале «Science Advances» (SciAdv). Ранее ученые уже подтверждали теоретическую возможность передачи квантовой информации через стандартные оптоволоконные кабели, однако исследование, о котором идет речь, впервые доказало, что одновременно с квантовыми данными можно передавать и традиционные сигналы.
Квантовые данные представлены в форме запутанных кубитов. Запутанность – это уникальное квантовое явление, при котором два кубита, являющиеся основными единицами квантовой информации, оказываются взаимосвязаны таким образом, что информация между ними передается независимо от расстояния и времени. Однако это состояние крайне чувствительно и подвержено разрушению из-за различных факторов, таких как шум или помехи от других сигналов. Любая дополнительная информация, использующая аналогичную длину волны в оптоволоконном канале, может вызвать явление, известное как «декогеренция», когда кубиты теряют свою информацию.
Для решения данной проблемы ученые применили метод, известный как электрооптическая фазовая модуляция. Эта техника позволила команде исследователей точно настроить частоту лазерных импульсов так, чтобы они соответствовали цвету запутанных фотонов, что обеспечивало возможность передачи как квантовых, так и классических данных по одному и тому же цветовому каналу без повреждения квантовой информации, запечатанной в фотонах.
Ученые утверждают, что эта новаторская возможность одновременной передачи квантовых и обычных данных не только делает квантовые технологии более доступными, но и значительно увеличивает пропускную способность оптоволоконных кабелей. Это открытие может сыграть важную роль в практическом применении квантовых вычислений и создать условия для новых процессов, таких как сверхзащищенные коммуникации и квантовая криптография, что в свою очередь обеспечит более высокий уровень безопасности в передаче данных.
Таким образом, данные исследования могут привести к значительным изменениям в области квантовых технологий, позволяя не только повысить эффективность существующих систем, но и способствуя внедрению новых приложений, которые будут основываться на принципах квантовой механики. Ожидается, что данное открытие вызовет интерес не только со стороны научного сообщества, но и у инженеров, работающих в области телекоммуникаций и информационных технологий.
Все эти достижения подтверждают постоянное развитие и масштабирование квантовых технологий, что остается актуальным темой в современных научных исследованиях. На сегодня, забота о защите информации и необходимость повышения скорости передачи данных становятся особенно важными для различных секторов, включая финансовую индустрию, где требуется высоконадежная защита данных, и в сфере государственных услуг, требующих передачи конфиденциальной информации.