Учёные из Университета Рочестера и Рочестерского технологического института (RIT) объявили о создании первой экспериментальной квантовой сети RoQNET, объединившей два кампуса с помощью 17,7-километровых оптоволоконных линий. Результаты демонстрируют передачу информации через одиночные фотоны на оптических длинах волн при комнатной температуре. Это достижение открывает путь к безопасным коммуникациям будущего, устойчивым к перехвату и клонированию данных.

Квантовая связь основана на кубитах — квантовых битах, которые могут быть реализованы через атомы, сверхпроводники или дефекты в материалах. Однако фотоны, по словам исследователей, идеально подходят для передачи на большие расстояния благодаря совместимости с существующей оптоволоконной инфраструктурой. RoQNET использует интегрированные квантовые фотонные чипы для генерации света и твердотельные узлы квантовой памяти, что отличает её от других экспериментальных сетей.

Фотонный чип, соединенный с высоконелинейным кристаллом и блоком волоконной матрицы.
Фото: Rochester Institute of Technology

«Наша цель — создать сети, которые не только защитят данные, но и позволят совершить прорыв в распределённых вычислениях и визуализации», — пояснил Николас Вамивакас, руководитель проекта со стороны Университета Рочестера. Учёные подчёркивают, что RoQNET — это полигон для тестирования распределённой квантовой запутанности, критически важной для синхронизации кубитов в сети.

Одной из ключевых проблем остаются громоздкие сверхпроводящие детекторы (SNSPD), необходимые для регистрации одиночных фотонов. Команды из RIT и Университета Рочестера работают над миниатюризацией компонентов, чтобы снизить стоимость и упростить интеграцию технологии. «Фотоны движутся со скоростью света, а их широкий спектр длин волн позволяет взаимодействовать с разными типами кубитов», — добавил Стефан Пребл из RIT.

В ближайшие годы RoQNET планируют подключить к другим научным центрам Нью-Йорка, включая Национальную лабораторию Брукхейвена и Университет Стони Брук. Это расширит возможности для тестирования гибридных квантовых систем, сочетающих фотоны с другими носителями кубитов.

Эксперимент подтвердил, что современные оптоволоконные линии можно адаптировать под квантовые технологии без полной замены инфраструктуры.