SciAdv: квантовые и обычные данные впервые отправили по обычному оптоволокну

Немецкие ученые из Ганноверского университета имени Лейбница впервые успешно передали квантовые и обычные данные по одной оптоволоконной линии. Исследование опубликовано в научном журнале Science Advances (SciAdv).

Ранее специалисты доказали, что квантовую информацию можно отправлять через стандартный оптоволоконный кабель, однако этого никогда прежде не делали одновременно с передачей стандартного сигнала.

Квантовые данные обычно существуют в виде запутанных кубитов. Запутанность возникает, когда два кубита (базовые единицы квантовой информации) связаны таким образом, что информация делится между ними независимо от их взаиморасположения во времени или пространстве.

Запутанность — очень нестабильное состояние, которое можно легко нарушить за счет шума или помех от других сигналов, включая любые другие данные, использующие ту же длину волны в оптоволоконном канале. Это известно как "декогеренция", в результате которой кубиты теряют свои данные.

Чтобы обойти эти проблемы, ученые использовали технику, называемую электрооптической фазовой модуляцией. С ее помощью команда настроила частоту лазерных импульсов так, чтобы те соответствовали цвету запутанных фотонов.

Это позволило передавать оба типа данных в одном и том же цветовом канале, не повреждая квантовую информацию, хранящуюся в запутанных фотонах.

Исследователи заявили, что возможность передавать квантовые и обычные данные в одном канале освобождает другие цветовые каналы в оптоволоконном кабеле для большего количества данных.

Это может стать ключом к тому, чтобы сделать многие приложения квантовых вычислений, такие как сверхзащищенные коммуникации и квантовая криптография, более практичными и масштабируемыми.