Квантовые компьютеры становятся всё ближе к тому, чтобы объединиться в единую глобальную сеть. Учёные из Университета Британской Колумбии разработали теоретическую модель устройства, которое может обеспечить «разговор» между такими машинами — даже на расстоянии в тысячи километров.
Ключевая проблема квантовой связи — это передача информации между компьютерами, работающими в микроволновом диапазоне, через оптоволоконные сети, использующие световые (оптические) сигналы. На этом этапе квантовое состояние, особенно запутанность, легко теряется. Малейшее искажение способно свести на нет весь смысл передачи.
Новое устройство — микрочип на кремниевой подложке — предлагает решение. В его основе лежат искусственные магнитные дефекты в структуре кремния. Эти микроскопические «изъяны» действуют как каналы, по которым электроны могут переводить сигналы между микроволнами и светом, не теряя энергию и не нарушая квантовое состояние.
«Это как найти переводчика, который понимает почти каждое слово, сохраняет смысл и не добавляет фонового шума»
— Мохаммед Халифа, соавтор исследования
Такая конструкция не только энергоэффективна — ей достаточно миллионных долей ватта, — но и совместима с существующими технологиями производства микрочипов. Это означает, что в будущем устройства можно будет массово интегрировать в современные коммуникационные сети.
Пока разработка существует лишь в виде теории, но её точность (до 95% преобразования сигнала при минимальном шуме) делает её реальным кандидатом на роль основы квантового интернета — инфраструктуры, где данные передаются мгновенно, надёжно и абсолютно безопасно.
Источник: npj Quantum Information.
